JP2013217616A - ダブルスキンを利用した調湿システム - Google Patents

Abstract

【課題】吸湿及び放湿用の調湿手段の再生のために加熱エネルギーを要することなく、吸湿及び放湿用の高効率化及びペリメータの熱負荷の削減が可能な調湿システムを提供する。
【解決手段】
冷却用の第１温度調節手段４１と吸湿及び放湿用の第１調湿手段４２とが設けられた、第１ダブルスキン１０に連通する第１連通路３０と、冷却用の第２温度調節手段６１と吸湿及び放湿用の第２調湿手段６２とが設けられた、第２ダブルスキン２０に連通する第２連通路５０とを備え、第１連通路と第２連通路の一方を外気導入路とし、他方を排気路として、これら外気導入路と排気路とを切り替えることが可能に、かつ外気導入路に存する温度調節手段をＯＮに、排気路に存する温度調節手段をＯＦＦにすることを可能に設けると共に、外気導入路に存する調湿手段が吸湿するとともに排気路に存する調湿手段が放湿することを可能に構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ダブルスキンを介して外気取入と内気排出を行うダブルスキンを利用した調湿システムに関する。

吸湿・放湿を行う収着剤を用いて湿度調整を行う空調装置として、例えば、建物の外側に日射熱を吸収する日射熱回収手段を設け、日射熱回収手段によって吸収された日射熱を、再生動作中の吸着部材へ送られる空気へ付与する調湿システムが知られている(特許文献１)。
また、他の空調装置として、屋外空気を屋内に供給する吸気路と、屋内空気を屋外に排出する排気路とに跨って設けられて加熱されることで放湿を行う吸湿体を備えた空調装置が知られている(特許文献２)。

特開２０１０−６５９３６号公報 特開２０１１−１９１０３６号公報

しかしながら特許文献１記載の調湿システムは、吸着部材の再生動作に利用する加熱エネルギーとして日射熱を利用するため省エネに寄与するものの、排出される空気はそのまま屋外へ排出され、例えばペリメータの熱負荷削減等のため再利用されることがないためエネルギーの有効利用が図れなかった。
また、特許文献２に記載の空調装置は、吸湿体が排気路を流れる空気を、加湿運転時には除湿し、除湿運転時には加湿するが、この除湿後または加湿後の空気はそのまま屋外へ排出され再利用されることがなかった。

本発明の第１の目的は、吸湿及び放湿用の調湿手段の再生のために加熱エネルギーを要することなく、しかも再生動作が吸湿または放湿によって行えるダブルスキンを利用した調湿システムを提供することである。

本発明の第２の目的は、省エネと吸湿及び放湿の調湿の高効率化とが図れるダブルスキンを利用した調湿システムを提供することである。

本発明の第３の目的は、ペリメータの熱負荷を削減可能なダブルスキンを利用した調湿システムを提供することである。

第１の手段は、建物１の一面に形成した内側スキン１０ａ及び外側スキン１０ｂからなり、外側スキンの上下における一端部側に外部へ開口する第１主開口１０ｃを有し、かつ内側スキンの上下における他端部側に建物内へ開口する第１連通口１０ｄを有するとともに、これら第１主開口及び第１連通口の設置箇所を除いて外部から遮断した第１ダブルスキン１０と、
建物の他面に形成した内側スキン２０ａ及び外側スキン２０ｂからなり、外側スキンの上下における一端部側に外部へ開口する第２主開口２０ｃを有し、かつ内側スキンの上下における他端部側に建物内へ開口する第２連通口２０ｄを有するとともに、これら第２主開口及び第２連通口の設置箇所を除いて外部から遮断した第２ダブルスキン２０と、
上記第１連通口１０ｄから、冷却用の第１温度調節手段４１と吸湿及び放湿用の第１調湿手段４２とを経由して、室内への第１通気孔１ｄへ至る第１連通路３０と、
上記第２連通口２０ｄから、冷却用の第２温度調節手段６１と吸湿及び放湿用の第２調湿手段６２とを経由して、室内への第２通気孔１ｅへ至る第２連通路５０とを具備し、
上記第１連通路３０及び第２連通路５０を天井１ｂより上方の建物内空間又は床１ｃより下方の建物内空間のいずれか一方に設け、
上記第１ダブルスキン１０の内部及び第１連通路３０からなる第１の空気路と、上記第２ダブルスキン２０の内部及び第２連通路５０からなる第２の空気路との一方を、外気導入路とし、他方を、排気路として、室内空間の換気を可能とするとともに、
これら外気導入路と排気路とを切り替えることができるように外気導入路及び排気路を流れる空気の経路の少なくとも一箇所に送風ファン４０、６０を設け、
上記送風ファンの制御により外気導入路と排気路とを切替えるとともに、第１温度調節手段４１及び第２温度調節手段６１のうち外気導入路に存する温度調節手段をＯＮに、排気路に存する温度調節手段をＯＦＦにすることを制御可能に設け、
第１調湿手段４２及び第２調湿手段６２のうち外気導入路に存する調湿手段が吸湿するとともに排気路に存する調湿手段が放湿することを可能に構成したことを特徴とする。

本手段は、外気導入路と排気路との切替え前は、例えば、図２に示すように第１ダブルスキン１０が日陰面でかつ第２ダブルスキン２０が日向面であるとき、第１連通路３０の調湿手段が吸湿するとともに第２連通路５０の調湿手段が放湿するが、切替え後は図３に示すように第１連通路３０の調湿手段が放湿するとともに第２連通路５０の調湿手段が吸湿することで吸湿および放湿能力を回復させる再生動作が行われる。一方、図２に示すように第１ダブルスキン１０から第１連通路３０へ流入した空気は冷却用の第１温度調節手段４１で冷却され、かつ吸湿及び放湿用の第１調湿手段４２で吸湿された後室内へ給気される。室内から排出される空気は図２に示すように吸湿及び放湿用の第２調湿手段６２で放湿されることにより温度が下げられた状態で第２ダブルスキン２０を流下することにより建物の外部領域の熱負荷を低減する。

第２の手段は、第１の手段のダブルスキンを利用した調湿システムであって、上記第１温度調節手段４１及び第２温度調節手段６１を、冷却用の温度調節手段に代えて、加熱用の温度調節手段とすることで、
第１調湿手段４２及び第２調湿手段６２のうち外気導入路に存する調湿手段が放湿するとともに排気路に存する調湿手段が吸湿することが可能に構成したことを特徴とする。

本手段は、外気導入路と排気路との切替え前は、例えば、図４に示すように第１ダブルスキン１０が日向面でかつ第２ダブルスキン２０が日陰面であるとき、第１連通路３０の調湿手段が放湿するとともに第２連通路５０の調湿手段が吸湿するが、切替え後は図５に示すように第１連通路３０の調湿手段が吸湿するとともに第２連通路５０の調湿手段が放湿することで再生動作する。一方、図４に示すように第１ダブルスキン１０へ流入した空気は日射により温度が上昇した状態で第１連通路３０へ流入し、さらに加熱用の第１温度調節手段４１で加熱され、吸湿及び放湿用の第１調湿手段４２で放湿された後室内へ給気される。室内から排出される空気は図４に示すように吸湿及び放湿用の第２調湿手段６２で吸湿されて温度が上げられた状態で第２ダブルスキン２０を流下することにより建物の外部領域の熱負荷を低減する。

第３の手段は、第１又は第２の手段を有し、上記第１調湿手段４２を第１温度調節手段４１と第１通気孔１ｄとの間に、また上記第２調湿手段６２を第２温度調節手段６１と第２通気孔１ｅとの間に、それぞれ配置したことを特徴とする。

本手段は、第１の手段に適用される場合には、図２に示すように第１ダブルスキン１０へ流入した空気は冷却用の第１温度調節手段４１により冷却されて相対湿度が上昇した状態で第１調湿手段４２により除湿される一方、室内から排出される空気は図２に示すように第２連通路５０の第２調湿手段６２で加湿されて温度が下がった状態で第２ダブルスキン２０を流下する。第２の手段に適用される場合には、図４に示すように第１ダブルスキン１０へ流入した空気は第１温度調節手段４１で加温されて相対湿度が下がった状態で第１調湿手段４２により加湿される一方、室内から排出される空気は図４に示すように第２連通路５０の第２調湿手段６２で除湿されて温度が上がった状態で第２ダブルスキン２０を流下する。

第４の手段は、第１の手段から第３の手段のいずれか１つの手段を有し、かつ、上記第１温度調節手段４１及び第２温度調節手段６１並びに送風ファン４０、６０を制御する操作部７０を設け、この操作部は、時間帯により外気導入路と排気路とを切り替えることができるように構成したことを特徴とする。

本手段は、例えば、第１ダブルスキン１０が日陰面で第２ダブルスキン２０が日向面であるとき、外気導入路と排気路との切替え前は第１温度調節手段４１をＯＮに、第２温度調節手段６１をＯＦＦにし、時間帯により第１ダブルスキン１０が日向面に第２ダブルスキン２０が日陰面になったときは送風ファン作動により外気導入路と排気路とを切替えるとともに、第１温度調節手段４１をＯＦＦに、第２温度調節手段６１をＯＮにする。切換えにより第１調湿手段４２と第２調湿手段６２との再生動作が行われる。

第５の手段は、第１の手段から第３の手段のいずれか１つの手段を有し、かつ、上記第１温度調節手段４１及び第２温度調節手段６１並びに送風ファンを制御する操作部７０を設け、
かつ上記第１調湿手段４２及び第２調湿手段６２の吸放湿量を測定する吸放湿量センサ７０ａを設け、
吸湿中の第１調湿手段４２又は第２調湿手段６２の吸湿量が予め定めた上限値に到達したとき、或いは放湿中の第１調湿手段又は第２調湿手段の放湿量が予め定めた下限値に達したときに、外気導入路と排気路との切替えを行うように操作部を構成したことを特徴とする。

本手段は、例えば、図２に示すように第１ダブルスキン１０が日陰面で第２ダブルスキン２０が日向面であるとき、外気導入路と排気路との切替え前は第１温度調節手段４１をＯＮに、第２温度調節手段６１をＯＦＦにし、送風ファン作動による切替え後は操作部７０を介して第１温度調節手段４１をＯＦＦに、第２温度調節手段６１をＯＮにする。切替えのタイミングは時間帯とは無関係に、第１調湿手段４２及び第２調湿手段６２の吸湿・放湿能力を吸放湿量センサ７０ａで測定し、測定値に基づいて操作部が切換えのために送風ファンを作動させる。切換えにより第１調湿手段４２と第２調湿手段６２との再生動作が行われる。

第６の手段は、第１の手段から第５の手段のいずれか１つの手段を有し、かつ、第１ダブルスキン１０の他端側に、外部に連通する第１補助開口７２を、また第２ダブルスキン２０の他端側に、外部に連通する第２補助開口８０をそれぞれ設けて、
上記第１主開口１０ｃから第１連通口１０ｄへ至る流路と、第１補助開口７１から第１連通口１０ｄへ至る流路とを形成するとともに、
上記第２主開口２０ｃから第２連通口２０ｄへ至る流路と、第２補助開口８０から第２連通口２０ｄへ至る流路とを形成し、
さらに、第１主開口１０ｃから第１連通口１０ｄへ至る流路と、第１補助開口７１から第１連通口１０ｄへ至る流路とを切り替えることが可能な第１流路切替ダンパー７２、並びに、第２主開口２０ｃから第２連通口２０ｄへ至る流路と、第２補助開口８０から第２連通口２０ｄへ至る流路とを切替可能な第２流路切替ダンパー８１をそれぞれ設けたことを特徴とする。

本手段は、外気導入路と排気路との切替えのタイミングが時間帯によることなく第１調湿手段４２と第２調湿手段６２との吸湿・放湿能力に依存する場合に、外気導入路(第１ダブルスキン内流路または第２ダブルスキン内流路)が日向面か日陰面かによる影響を排除するために図６に示すように第１ダブルスキン１０内流路または第２ダブルスキン２０内流路を介することなく外気を取り入れ可能とするべく第１流路切替ダンパー７２および第２流路切替ダンパー８１により第１主開口１０ｃから第１連通口１０ｄへ至る流路と、第１補助開口７１から第１連通口１０ｄへ至る流路とを切り替える。

第１の手段に係る発明によれば、外気導入路と排気路とが送風ファンにより切替え可能であるから、切替えにより第１調湿手段と第２調湿手段との一方が吸湿動作から放湿動作に、他方が放湿動作から吸湿動作に切り替わることで吸湿・放湿能力が回復されるため、吸湿及び放湿用の調湿手段の再生のために加熱エネルギーを要することなく、しかも再生のためのみの時間または過程を別途に設けることなく、再生と吸湿及び放湿動作が同時に行える。また室内から排出される空気は調湿後第１ダブルスキンまたは第２ダブルスキン内へ導入されるためペリメータ領域の熱負荷が削減される。
第２の手段に係る発明によれば、外気導入路(第１ダブルスキンまたは第２ダブルスキン内)へ流入した空気は日射により温度が上昇した状態で第１連通路または第２連通路へ流入可能であるから、加熱用の第１温度調節手段または第２温度調節手段で加熱される前にすでに昇温されており、したがって省エネが図れる。
第３の手段に係る発明によれば、外気は第１調湿手段または第２調湿手段により吸湿・放湿される前に第１温度調節手段または第２温度調節手段により温調されることで相対湿度が上昇または下降されており、したがって調湿効率を向上させることができる。
第４の手段に係る発明によれば、外気導入路と排気路との切替えは時間帯により、例えば外気導入路(第１ダブルスキンまたは第２ダブルスキン)が日向面か日陰面かを基準にするため、外気は第１温度調節手段または第２温度調節手段で冷却・加熱される前に外気導入路で温度が上げられ、又は下げられており、したがって第１温度調節手段または第２温度調節手段による冷却・加熱に要するエネルギーの低減が可能となる。
第５の手段に係る発明によれば、外気導入路と排気路との切替えのタイミングは時間帯によることなく第１調湿手段と第２調湿手段との吸湿・放湿能力に基づくため、室内へ給気される空気の除湿・加湿のレベルを一定の範囲に収めることが可能になる。
第６の手段に係る発明によれば、第１流路切替ダンパーまたは第２流路切替ダンパーにより第１ダブルスキン内流路または第２ダブルスキン内流路を外気の導入経路から除くことができるため、外気導入路(第１ダブルスキン内流路または第２ダブルスキン内流路)が日向面か日陰面かによる影響を排除することができ、したがって外気導入路と排気路との切替えが第１調湿手段と第２調湿手段との吸湿・放湿能力に依存し、時間帯とは無関係に行われても、例えば温度調節手段による冷却時に日射熱で加熱された外気が温度調節手段に流入することが防止されるため、温度調節に要するエネルギーの節減を図ることできる。

本発明に係るダブルスキンを利用した調湿システムの第１実施形態の概略図である。 夏季午前における除湿運転状態での空気の流れを示す概略図である。 夏季午後における除湿運転状態での空気の流れを示す概略図である。 冬季午前における加湿運転状態での空気の流れを示す概略図である。 冬季午後における加湿運転状態での空気の流れを示す概略図である。 第２実施形態を示すダブルスキンを利用した調湿システムの概略図である。 第２実施形態の他の態様を示すダブルスキンを利用した調湿システムの概略図である。 第３実施形態を示すダブルスキンを利用した調湿システムの概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

「第１実施形態」
図１から図５は本発明の第１実施形態に係るダブルスキンを利用した調湿システムを示すもので、建物１の一側面(一面)に設けられた第１ダブルスキン１０および他側面(他面)に設けられた第２ダブルスキン２０、第１ダブルスキンに連通して外気導入路または排気路として機能する第１連通路３０、第２ダブルスキンに連通して排気路または外気導入路として機能する第２連通路５０、第１連通路および第２連通路の一方または双方に設けられ、外気導入路と排気路とを切り替える送風ファン４０、６０、送風ファンと第１調湿手段４２および第２調湿手段６２を制御する操作部７０を主たる構成要素とする。

第１ダブルスキン１０および第２ダブルスキン２０は、例えば図２に示すように建物１の南西面と南東面のように午前は日陰面に、午後は日向面になるような建物の一対の側面に設けることが望ましい。第１ダブルスキン１０および第２ダブルスキン２０を含む建物側面によって囲まれた室内１ａの上面は天井１ｂに、下面は床１ｃに形成されていて、天井１ｂには第１通気孔１ｄと第２通気孔１ｅが形成されている。第１ダブルスキン１０と第２ダブルスキン２０とのそれぞれは内側スキン１０ａ、２０ａと外側スキン１０ｂ、２０ｂとから形成され、内外両スキン間には空間Ｓが設けられており、空間Ｓの上面は天井１ｂより上方で閉塞板Ｓ１により閉塞され、下面は床１ｃとほぼ同一高さで閉塞板Ｓ２により閉塞されている。

第１ダブルスキン１０と第２ダブルスキン２０とのそれぞれの外側スキン１０ｂ、２０ｂの下端部には第１主開口１０ｃと第２主開口２０ｃとが、また内側スキン１０ａ、２０ａの上端部には第１連通口１０ｄと第２連通口２０ｄとが形成されている。第１主開口１０ｃと第２主開口２０ｃとは外気が導入または排出可能に外部へ開口しており、また第１連通口１０ｄと第２連通口２０ｄとは天井１ｂより上方の建物内空間に開口している。

第１連通路３０は、例えばダクトから形成され、一端が第１ダブルスキン１０の第１連通口１０ｄへ、他端が天井１ｂの第１通気孔１ｄへ連結されている。第１連通路３０が外気導入路の一部を形成する場合は、外気は第１主開口１０ｃを介して第１ダブルスキン１０内に導入され、さらに第１連通口１０ｄ、第１連通路３０、第１通気孔１ｄを介して室内へ導入される。すなわち第１ダブルスキン１０の内部から第１連通路３０に至る経路が第１の空気路を構成し、第１の空気路が外気導入路または排気路の一方の機能を果たす。

送風ファン４０、６０は上述のように第１連通路３０および後述の第２連通路５０の一方または双方に設けられているが、第１連通路３０に設ける場合には、第１連通口１０ｄに最も近い位置に位置させ、次いで順次に第１温度調節手段４１および第１調湿手段４２を設ける。

第２連通路５０は、第１連通路３０と同様に例えばダクトから形成され、一端が第２ダブルスキン２０の第２連通口２０ｄへ、他端が天井１ｂの第２通気孔１ｅへ連結されている。第２連通路５０が排気路の一部を形成する場合は、室内から排気される内気は第２通気孔１ｅ、第２連通路５０、第２連通口２０ｄ、第２ダブルスキン２０、第２主開口２０ｃを介して外部に排出される。すなわち第２ダブルスキンの内部から第２連通路に至る経路が第２の空気路を構成し、第１の空気路が外気導入路または排気路の一方の機能を果たす場合、第２の空気路は他方の機能を果たす。第２連通路５０に送風ファン６０を設ける場合には、第２連通口２０ｄに最も近い位置に位置させ、次いで順次に第２温度調節手段６１および第２調湿手段６２を設ける。

第１温度調節手段４１および第２温度調節手段６１は、例えば第１連通路３０および第２連通路５０の一部をコイル状部にして、このコイル状部を冷却または加熱することで第１連通路３０または第２連通路５０に導入された外気の温度調節を行う。冷却・加熱には例えば高温と低温の中間としての中温の温水を使用する。

第１調湿手段４２および第２調湿手段６２としては公知のブロック状の収着剤、例えば、ゼオライト、塩化リチウム、シリカゲルなどの乾燥剤や高分子収着剤を使用することができる。ここで収着剤の再生動作について説明する。例えば第１連通路３０を外気導入路とし、第２連通路５０を排気路とした場合、第１連通路３０に導入された外気は収着剤と接触する間に吸湿され、第２連通路５０に導入された内気は収着剤と接触する間に放湿されるため、それぞれ収着剤の吸湿能力および放湿能力は時間とともに低下するが、この吸湿・放湿能力の回復は加熱によることなく、第１連通路３０を排気路に、第２連通路５０を外気導入路に切り替えることで再生可能である。

操作部７０は第１温度調節手段４１、第２温度調節手段６１、送風ファン４０、６０を制御するためのもので、送風ファンを作動させることで外気導入路と排気路との切替を行うと同時に第１温度調節手段４１と第２温度調節手段６１のＯＮ、ＯＦＦの切換えを行う。外気導入路と排気路との切替えは第１調湿手段４２と第２調湿手段６２の吸湿量による場合と時間帯による場合とがある。

外気導入路と排気路との切換えが第１調湿手段４２と第２調湿手段６２との吸湿量による場合は、これらの吸湿量を測定する吸放湿量センサ７０ａを設け、吸湿中の第１調湿手段４２又は第２調湿手段６２の吸湿量が予め定めた上限値に到達したとき、または放湿中の第１調湿手段４２又は第２調湿手段６２の放湿量が予め定めた下限値に達したときに外気導入路と排気路との切替を行う。このように外気導入路と排気路との切換えを第１調湿手段４２又は第２調湿手段６２の吸放湿量に基づいて行う場合には、室内へ給気される空気の除湿・加湿(吸湿・放湿)のレベルを一定の範囲に収めることが可能になる。外気導入路と排気路との切替えが時間帯による場合には、タイマー設定により送風ファンを作動させると共に、第１温度調節手段４１と第２温度調節手段６１とのＯＮ、ＯＦＦを切換える。この場合には図示の吸放湿量センサ７０ａを省略することができる。

〔除湿運転〕
次に本発明に係るダブルスキンを利用した調湿システムの除湿運転について説明する。
除湿運転は通常夏季に行う。図２は夏季の午前中の状態を示す。第１ダブルスキン１０は日陰面になって外気導入路の一部を形成し、第２ダブルスキン２０は日向面になって排気路の一部を形成しており、外気は矢印で示すように第１主開口１０ｃを介して第１ダブルスキン１０内に導入され、さらに第１連通口１０ｄ、第１連通路３０、第１通気孔１ｄを介して室内へ導入される。室内から排気される内気は第２通気孔１ｅ、第２連通路５０、第２連通口２０ｄ、第２ダブルスキン２０、第２主開口２０ｃを介して外部に排出され、このようにして建物の室内１ａは換気される。この状態では第１温度調節手段４１は冷却用として用いられＯＮにされており、他方第２温度調節手段６１はＯＦＦにされている。このとき送風ファン４０、６０はＯＦＦにされている。

第１連通路３０に流入した外気の除湿(吸湿)は第１調湿手段４２によって行われる。除湿の効率を高めるため、外気は第１調湿手段４２へ達する前に第１温度調節手段４１により冷却して相対湿度を上げておく。一方、室内から排出される室内空気(以下、内気と記す)は第２調湿手段６２により加湿(放湿)された後、第２ダブルスキン２０を介して外部へ排出される。このように排気を加湿するのは、加湿により排気の温度を下げて第２ダブルスキン２０内を流下させることでペリメータ領域の熱的負荷の削減を図るためである。

午後になると、図３に示すように第１ダブルスキン１０は日向面に、第２ダブルスキン２０は日陰面になるため、矢印で示すように第２ダブルスキン２０を外気導入路に、第１ダブルスキン１０を排気路にして、第２ダブルスキン２０内における日射熱による外気の昇温を避けることで第２温度調節手段６１の冷却に要するエネルギーの節減を図ると共に、第１調湿手段４２と第２調湿手段６２との吸湿・放湿能力を再生する必要がある。そこで操作部７０を介して送風ファン４０、６０を作動させることで外気導入路と排気路とを切換えると共に、第１温度調節手段４１をＯＦＦに、冷却用としての第２温度調節手段６１をＯＮにする。一方、この時間帯になると収着剤の吸湿能力および放湿能力は低下しているため、この吸湿・放湿能力を回復させる必要があるが、これは外気導入路と排気路との切換えによって達成される。すなわち上記のように第１連通路３０を排気路に、第２連通路５０を外気導入路に切り替えると、第２調湿手段６２が吸湿を、第１調湿手段４２が放湿を行うようになるため、第１調湿手段４２の吸湿能力と、第２調湿手段６２の放湿能力とが同時に再生されることになる。なお、室内１ａから排出される内気は第１調湿手段４２により加湿されて温度が下げられた状態で第１ダブルスキン１０内へ送られるため、上記同様にペリメータ領域の熱的負荷の削減が図れる。この外気導入路と排気路との切換えは上記のようにタイマーを利用することにより行う。

〔加湿運転〕
加湿運転は通常冬季に行う。図４は冬季の午前中の状態を示す。第１ダブルスキン１０は日向面になって外気導入路の一部を形成し、第２ダブルスキン２０は日陰面になって排気路の一部を形成しており、外気は矢印で示すように第１主開口１０ｃを介して第１ダブルスキン１０内に導入され、さらに第１連通口１０ｄ、第１連通路３０、第１通気孔１ｄを介して室内１ａへ導入される。一方、室内１ａから排気される内気は第２通気孔１ｅ、第２連通路５０、第２連通口２０ｄ、第２ダブルスキン２０、第２連通口２０ｄを介して外部へ排出される。この状態では第１温度調節手段４１は加熱用として用いられＯＮにされており、第２温度調節手段６１はＯＦＦにされている。送風ファン６０はこの時点ではＯＦＦにされている。

第１連通路３０に流入した外気の加湿(放湿)は第１調湿手段４２によって行われる。加湿の効率を高めるため、外気は第１調湿手段４２へ達する前に第１温度調節手段４１によって加熱することで相対湿度を低下させておく。一方、室内から排出される内気は第２調湿手段６２により除湿(吸湿)された後、第２ダブルスキン２０を介して外部へ排出される。このように排気を除湿するのは、除湿により排気の温度を上げて第２ダブルスキン２０内を流下させることでペリメータ領域の熱的負荷の削減を図るためである。

午後になると、図５に示すように第１ダブルスキン１０は日陰面に、第２ダブルスキン２０は日向面になるため、第２ダブルスキン２０を外気導入路に、第１ダブルスキン１０を排気路にして、あらかじめ第２ダブルスキン２０内で日射熱により外気を昇温させておくことで第２温度調節手段６１の加熱に要するエネルギーの節減を図ると共に、第１調湿手段４２と第２調湿手段６２との吸湿・放湿能力を再生する必要がある。そこで操作部７０を介して送風ファン４０、６０を作動させることで外気導入路と排気路とを切換えると共に、第１温度調節手段４１をＯＦＦに、加熱用としての第２温度調節手段６１をＯＮにする。一方、この時間帯になると収着剤の吸湿能力および放湿能力は低下しているため、この吸湿・放湿能力を回復させる必要があるが、これは外気導入路と排気路との切換えによって達成される。すなわち上記のように第１連通路３０を排気路に、第２連通路５０を外気導入路に切り替えると、第１調湿手段４２が吸湿を、第２調湿手段６２が放湿を行うようになるため、第１調湿手段４２の放湿能力と、第２調湿手段６２の吸湿能力が同時に再生されることになる。なお、室内から排出される内気は第１調湿手段４２により吸湿されて温度が上げられた状態で第１ダブルスキン１０内へ送られるため、上記同様にペリメータ領域の熱的負荷の削減が図れる。この外気導入路と排気路との切換えは上記のようにタイマーを利用することにより行う。

「第２実施形態」
図６は本発明の第２の実施形態を示している。外気導入路と排気路との切換えが時間帯によることなく、第１調湿手段４２および第２調湿手段６２の吸放湿量による場合には、切換えのタイミングは外気導入路が日向面か日陰面かとは無関係であるから、例えば、夏季の午後で、第１ダブルスキン１０が日陰面から日向面に変わった時点でもなお外気導入路である場合は、第１ダブルスキン１０内で日射熱により昇温された外気が冷却用の第１温度調節手段４１へ流入するため、冷却に要するエネルギーが大となる。このため本実施形態では図６に示すように流路切替ダンパーを用いて外気の流路を切り替えることにより外気導入路から第１ダブルスキン１０を除外する。なお、その際、第１ダブルスキン１０の上端が流路切替ダンパーで閉塞されるため、第１ダブルスキン１０の内部に外気が滞留することとなってその温度が日射熱で上昇するため、これを防止すべく外気を外部へ逃すための外気逃し口を設ける。

すなわち第１ダブルスキン１０の外側スキン１０ｂの上端に外気取入れ用の第１補助開口７１を設けると共に、第１補助開口７１より下方の外側スキン１０ｂ部分に外気逃し口７５を設ける。流路切替ダンパー７２は水平・垂直方向の四方へ開口する本体部７２ａと、本体部内に回動自在に設けられたダンパー部材７２ｂとから形成されていて、第１ダブルスキン１０の上端部内に設けられる。その際、本体部７２ａの水平方向の開口は外気逃し口７５、第１連通口１０ｄに開口し、垂直方向の開口は第１ダブルスキン１０内に開口するように配設する。

外気導入路から第１ダブルスキン１０を除外するためには、図示するように第１主開口１０ｃと外気逃がし口７５とが連通するとともに、第１主開口１０ｃと第１連通口１０ｄとの連通が遮断され、一方第１補助開口７１と第１連通口１０ｄとが連通するようにダンパー部材７５ｂを制御する。

このように第１主開口１０ｃを介して第１ダブルスキン１０内に導入された外気が外気逃し口７５から外部へ流出可能にして、第１ダブルスキン１０内で空気が入れ替わるようにすることにより第１ダブルスキン１０の空間Ｓ内の温度上昇が妨げられるため、ペリメータ領域の温度負荷の削減が可能となる。

第２ダブルスキン２０においても上記同様に補助開口、流路切替ダンパ、外気逃し口を設けるようにする。すなわち第２ダブルスキン２０の外側スキン２０ｂの上端に外気取入れ用の第２補助開口８０を設けると共に、この第２補助開口より下方の外側スキン２０ｂ部分に外気逃し口８５を設ける。流路切替ダンパー８１は上記同様に水平・垂直方向の四方へ開口する本体部８１ａと、本体部内に回動自在に設けられたダンパー部材８１ｂとから形成されていて、第２ダブルスキン２０の上端部内に設けられる。その際、本体部８１ａの水平方向の開口は外気逃し口８５、第２連通口２０ｄに開口し、垂直方向の開口は第２ダブルスキン２０内に開口するように配設する。上記のように第１ダブルスキン１０を外気導入路から除外する場合には、図示するように第２連通口２０ｄと第２主開口２０ｃとが連通するとともに外気逃し口８５と第２主開口２０ｃとの連通が遮断されるようにダンパー部材８１ｂを制御する。なお、第２ダブルスキン２０が外気導入路の一部を形成する場合に、その外気導入路から第２ダブルスキン２０を除外するには、第２補助開口８０と第２連通口２０ｄとが連通し、また外気逃し口８５と第２主開口２０ｃとが連通するようにダンパー部材８１ｂを制御するとともに、第１補助開口７１と第１連通口１０ｄとの連通が遮断され、一方第１連通口１０ｄと第１主開口１０ｃとが連通するように流路切替ダンパー７２を制御する。

このように外気導入路から第１ダブルスキン１０、第２ダブルスキン２０を除外する場合には、通常、第１ダブルスキン１０、第２ダブルスキン２０内で空気が入れ替わるようにするための外気逃し口７５、８５を設けるが、これらを省略することも可能である。この場合には図７に示すように、上記流路切替ダンパー７２、８１に代えて、第１補助開口７１、第２補助開口８０の下縁に揺動ダンパー９０ａ、９０ｂを揺動自在に取り付けたものを使用する。この図７の夏季の午後を示す例において外気導入路から第１ダブルスキン１０を除外するには、揺動ダンパー９０ａを揺動させることにより、第１補助開口７１を開放するとともに第１連通口１０ｄより下方の第１ダブルスキン１０部分上端を閉塞させて第１主開口１０ｃと第１連通口１０ｄとの連通を遮断するとともに、第１補助開口７１と第１連通口１０ｄとを連通させる一方、第２ダブルスキン２０側では第２補助開口８０を揺動ダンパー９０ｂで閉塞させて、第２連通口２０ｄと第２主開口２０ｃとを連通させる。

本来、夏季においては日陰面を外気導入路に、日向面を排気路にし、冬季においては日向面を外気導入路に、日陰面を排気路にするのが省エネおよび調湿効率の向上の観点から望ましいが、第１調湿手段４２および第２調湿手段６２の吸湿能力または放湿能力を重視する観点から吸湿能力および放湿能力を基準に外気導入路と排気路とを切り替える場合は、時間帯により、夏季において日向面が外気導入路に日陰面が排気路に、冬季において日陰面が外気導入路に日向面が排気路になっていることがあり、この場合には省エネおよび調湿効率の向上が図れない。そこで第１流路切替ダンパ７２および第２流路切替ダンパ８１を設けて、外気導入路および排気路から第１ダブルスキン１０または第２ダブルスキン２０を除外するようにしたものである。

「第３実施形態」
図８は本発明の第３実施形態を示している。第１実施形態では天井１ｂより上方の建物内空間に第１連通路３０、第２連通路５０、送風ファン４０、送風ファン６０、第１温度調節手段４１、第２温度調節手段６１、第１調湿手段４２、第２調湿手段６２が設けられているが、これに限らず、これらを床１ｃより下方の建物内空間に設けることもできる。すなわち図８に示すように、第１ダブルスキン１０の上端部の外側スキンに第１主開口１０ｃを、床１ｃより下方の内側スキン部分に第１連通口１０ｄを設けて、第１連通路３０の一端を第１ダブルスキン１０の第１連通口１０ｄへ、他端を床１ｃの第１通気孔１ｄへ連結して、第１連通路３０に送風ファン４０、第１温度調節手段４１、第１調湿手段４２を設けている。

第２ダブルスキン２０においても第１ダブルスキン１０と同様に、第２ダブルスキン２０の上端部の外側スキンに第２主開口２０ｃを、床１ｃより下方の内側スキン部分に第２連通口２０ｄを設けて、第２連通路５０の一端を第２ダブルスキン２０の第２連通口２０ｄへ、他端を床１ｃの第２通気孔１ｅへ連結して、第２連通路５０に送風ファン６０、第２温度調節手段６１、第２調湿手段６２を設けている。また第１温度調節手段４１、第２温度調節手段６１、送風ファン４０、６０を制御するための操作部７０を設ける点も第１実施形態と同様である。外気の導入・排気も第１実施形態と同様であり、例えば夏季の午前で第１ダブルスキン１０が日陰面の場合には、第１主開口１０ｃを介して第１ダブルスキン１０内に導入された外気は第１連通口１０ｄ、第１連通路３０を介して室内へ導入され、一方、室内から排出される内気は第２連通路５０、第２連通口２０ｄ、第２ダブルスキン２０、第２主開口２０ｃを介して外部へ排気される。外気導入路と排気路との切換え後は上記と反対の経路を経て室内が換気される。切換えのタイミングも時間帯によるか又は第１調湿手段４２・第２調湿手段６２の吸湿・放湿能力によるかの選択が可能である。また図示しないが第１ダブルスキン１０および第２ダブルスキン２０に第１補助開口および第２補助開口、外気逃し口を設ける点および第１流路切替ダンパ、第２流路切替ダンパを設けることが可能な点も同様である。第１実施形態と異なる点は外気を導入して排気させる吸引力は送風ファン４０、６０によって与えられる点にある。第１および第２実施形態では外気導入路と排気路との切換え前は自然換気によって外気の導入・排気が可能であるが、第２実施形態では切換え前においても送風ファンが使用される。

本発明は、ダブルスキンを利用した調湿システムの分野に利用することができる。

１ 建物 １ａ 室内 １ｂ 天井
１ｃ 床 １ｄ 第１通気孔 １ｅ 第２通気孔
１０ 第１ダブルスキン ２０ 第２ダブルスキン
１０ａ、２０ａ 内側スキン １０ｂ、２０ｂ 外側スキン
１０ｃ 第１主開口 １０ｄ 第１連通口
２０ｃ 第２主開口 ２０ｄ 第２連通口
３０ 第１連通路 ４０ 送風ファン
４１ 第１温度調節手段 ４２ 第１調湿手段
５０ 第２連通路 ６０ 送風ファン
６１ 第２温度調節手段 ６２ 第２調湿手段 ７０ 操作部
７０ａ 吸放湿量センサ ７１ 第１補助開口
７２、８１ 流路切替ダンパー ７２ａ、８１ａ 本体部
７２ｂ、８１ｂ ダンパー部材 ８０ 第２補助開口
７５、８５ 外気逃し口 Ｓ 空間
Ｓ１、Ｓ２ 閉塞板

Claims (6)

1. 建物の一面に形成した内側スキン及び外側スキンからなり、外側スキンの上下における一端部側に外部へ開口する第１主開口を有し、かつ内側スキンの上下における他端部側に建物内へ開口する第１連通口を有するとともに、これら第１主開口及び第１連通口の設置箇所を除いて外部から遮断した第１ダブルスキンと、
   建物の他面に形成した内側スキン及び外側スキンからなり、外側スキンの上下における一端部側に外部へ開口する第２主開口を有し、かつ内側スキンの上下における他端部側に建物内へ開口する第２連通口を有するとともに、これら第２主開口及び第２連通口の設置箇所を除いて外部から遮断した第２ダブルスキンと、
   上記第１連通口から、冷却用の第１温度調節手段と吸湿及び放湿用の第１調湿手段とを経由して、室内への第１通気孔へ至る第１連通路と、
   上記第２連通口から、冷却用の第２温度調節手段と吸湿及び放湿用の第２調湿手段とを経由して、室内への第２通気孔へ至る第２連通路とを具備し、
   上記第１連通路及び第２連通路を天井より上方の建物内空間又は床より下方の建物内空間のいずれか一方に設け、
   上記第１ダブルスキンの内部及び第１連通路からなる第１の空気路と、上記第２ダブルスキンの内部及び第２連通路からなる第２の空気路との一方を、外気導入路とし、他方を、排気路として、室内空間の換気を可能とするとともに、
   これら外気導入路と排気路とを切り替えることができるように外気導入路及び排気路を流れる空気の経路の少なくとも一箇所に送風ファンを設け、
   上記送風ファンの制御により外気導入路と排気路とを切替えるとともに、第１温度調節手段及び第２温度調節手段のうち外気導入路に存する温度調節手段をＯＮに、排気路に存する温度調節手段をＯＦＦにすることを制御可能に設け、
   第１調湿手段及び第２調湿手段のうち外気導入路に存する調湿手段が吸湿するとともに排気路に存する調湿手段が放湿することを可能に構成したことを特徴とする、ダブルスキンを利用した調湿システム。
2. 請求項１記載のダブルスキンを利用した調湿システムであって、
   上記第１温度調節手段及び第２温度調節手段を、冷却用の温度調節手段に代えて、加熱用の温度調節手段とすることで、
   第１調湿手段及び第２調湿手段のうち外気導入路に存する調湿手段が放湿するとともに排気路に存する調湿手段が吸湿することが可能に構成したことを特徴とする、ダブルスキンを利用した調湿システム。
3. 上記第１調湿手段を第１温度調節手段と第１通気孔との間に、また上記第２調湿手段を第２温度調節手段と第２通気孔との間に、それぞれ配置したことを特徴とする、請求項１又は２記載のダブルスキンを利用した調湿システム。
4. 上記第１温度調節手段及び第２温度調節手段並びに送風ファンを制御する操作部を設け、
   この操作部は、時間帯により外気導入路と排気路とを切り替えることができるように構成したことを特徴する請求項１から請求項３のいずれか１項記載のダブルスキンを利用した調湿システム。
5. 上記第１温度調節手段及び第２温度調節手段並びに送風ファンを制御する操作部を設け、
   かつ上記第１調湿手段及び第２調湿手段の吸放湿量を測定する吸放湿量センサを設け、
   吸湿中の第１調湿手段又は第２調湿手段の吸湿量が予め定めた上限値に到達したとき、或いは放湿中の第１調湿手段又は第２調湿手段の放湿量が予め定めた下限値に達したときに、外気導入路と排気路との切替を行うように操作部を構成したことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項記載のダブルスキンを利用した調湿システム。
6. 上記第１ダブルスキンの他端部側に、外部に連通する第１補助開口を、また第２ダブルスキンの他端部側に、外部に連通する第２補助開口をそれぞれ設けて、
   上記第１主開口から第１連通口へ至る流路と、第１補助開口から第１連通口へ至る流路とを形成するとともに、
   上記第２主開口から第２連通口へ至る流路と、第２補助開口から第２連通口へ至る流路とを形成し、
   さらに、第１主開口から第１連通口へ至る流路と、第１補助開口から第１連通口へ至る流路とを切り替えることが可能な第１流路切替ダンパー、並びに、第２主開口から第２連通口へ至る流路と、第２補助開口から第２連通口へ至る流路とを切替可能な第２流路切替ダンパーをそれぞれ設けたことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダブルスキンを利用した調湿システム。