JP2018025348A - 調湿換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】調湿換気システムにおいて、冬季の加湿運転時における日射熱の利用を実現し、加湿効率の向上並びに暖房負荷の軽減を図る。【解決手段】吸着材３ａ，３ｂを有し、空気の調湿を行う調湿手段２を備え、外気ＯＡを調湿手段２に供給して調湿した後に屋内Ｒに供給すると共に、屋内空気ＲＡを屋外Ｏへ排出する所定の運転モードで運転を行う調湿換気システムであって、外気ＯＡに日射熱Ｈを与える集熱外気導入路２１を備え、運転モードとして、屋内空気ＲＡを吸着対象空気Ａ１として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂに水分を吸着させた後に屋外Ｏへ排出し、集熱外気導入路２１から取り込んだ外気ＯＡを放出対象空気Ａ２として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂから水分を放出させて加湿した後に屋内Ｒに供給する第１加湿運転モードを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、水分を吸放出可能な通気性の吸着材を有し、吸着対象空気の水分を前記吸着材に吸着すると共に、前記吸着材の水分を放出対象空気に放出する形態で、空気の調湿を行う調湿手段を備え、
屋外から取り込んだ外気を前記調湿手段に供給して調湿した後に屋内に供給すると共に、屋内から取り込んだ屋内空気を屋外へ排出する所定の運転モードで運転を行う調湿換気システムに関する。

上記のように、吸着材に水分を吸放出させて屋内に供給する外気の調湿を行う調湿手段を備える調湿換気システムとして、二重窓の内部流路を、調湿手段に供給される空気に日射熱を与える流路として機能させるものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
具体的には、かかる特許文献１に記載の調湿換気システムでは、夏季の除湿運転時において、二重窓の内部流路を通流して日射熱が与えられて昇温した外気が、放出対象空気として調湿手段に供給され、吸着材の水分を十分に放出させた後に屋外へ排出される。同時に、屋外から直接取り込んだ外気が、吸着対象空気として調湿手段に供給され、吸着材に水分を吸着させて除湿された後に屋内に供給される。このことで、屋外から直接取り込んだ外気が十分に乾燥された吸着材に接触して十分に除湿されて屋内に供給されるので、除湿効率が向上されることになる。

また、この特許文献１に記載の調湿換気システムでは、二重窓の内部流路は、夏季の除湿運転時においては、屋外から取り込んだ外気が通流し、当該通流する外気に日射熱を与える集熱外気導入路として機能するが、冬季の加湿運転時においては、調湿手段に吸着対象空気として供給される屋内空気を冷却するための冷却用流路として機能する。即ち、冬季の加湿運転時において、屋内から取り込んだ比較的高湿な屋内空気が、適宜二重窓の内部流路を通流して冷却された上で、吸着対象空気として調湿手段に供給されて吸着材に水分を吸着させた後に、屋外に排出される。このことで、屋内空気から水分を吸着した吸着材に外気が放出対象空気として接触することになるので、当該吸着材から当該外気への水分の放出が促進されて、十分に加湿した外気を屋内に供給することができ、加湿効率の向上が図られている。

特開２０１０−０６５９３６号公報

従来の調湿換気システムでは、上述したように、夏季の除湿運転時においては、日射熱を吸着材の再生に利用することで、除湿効率の向上は図られているが、冬季の加湿運転時においては、日射熱の有効利用は行われていなかった。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、吸着材に水分を吸放出させて屋内に供給する外気の調湿を行う調湿手段を備える調湿換気システムにおいて、冬季の加湿運転時における日射熱の利用を実現し、加湿効率の向上並びに暖房負荷の軽減を図ることができる技術を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、水分を吸放出可能な通気性の吸着材を有し、吸着対象空気の水分を前記吸着材に吸着すると共に、前記吸着材の水分を放出対象空気に放出する形態で、空気の調湿を行う調湿手段を備え、
屋外から取り込んだ外気を前記調湿手段に供給して調湿した後に屋内に供給すると共に、屋内から取り込んだ屋内空気を屋外へ排出する所定の運転モードで運転を行う調湿換気システムであって、
屋外から取り込んだ外気が通流し、当該通流する外気に日射熱を与える集熱外気導入路を備え、
前記運転モードとして、屋内から取り込んだ屋内空気を前記吸着対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材に水分を吸着させた後に屋外へ排出し、前記集熱外気導入路から取り込んだ外気を前記放出対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材から水分を放出させて加湿した後に屋内に供給する第１加湿運転モードを有する点にある。

本構成によれば、集熱外気導入路を通流した外気は、日射熱が与えられて昇温することで、湿度（相対湿度）が低下する。よって、上記第１加湿運転モードで運転を行うことで、集熱外気導入路から高温で低湿な外気を放出対象空気として調湿手段に供給することができる。すると、屋内空気から水分を吸着した吸着材に高温で低湿な外気が放出対象空気として接触することになるので、当該吸着材から当該外気への水分の放出が促進され、十分に加湿した外気を屋内に供給することができ、結果、加湿効率を向上することができる。また、集熱外気導入路を通流して日射熱により昇温させた外気を、調湿手段で加湿した上で屋内に供給することになるから、屋内の暖房負荷を軽減することができる。
従って、本発明により、吸着材に水分を吸放出させて屋内に供給する外気の調湿を行う調湿手段を備える調湿換気システムにおいて、冬季の加湿運転時における日射熱の利用を実現し、加湿効率の向上並びに暖房負荷の軽減を図ることができる技術を提供することができる。

本発明の第２特徴構成は、屋外から前記集熱外気導入路を介さずに外気を取り込む直接外気導入路を備え、
前記運転モードとして、屋内から取り込んだ屋内空気を前記吸着対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材に水分を吸着させた後に屋外へ排出し、前記直接外気導入路から取り込んだ外気を前記放出対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材から水分を放出させて加湿した後に屋内に供給する第２加湿運転モードを有する点にある。

冬季における積雪等により、集熱外気導入路から取り込まれる外気が、直接外気導入路から取り込まれる外気よりも、低温で高湿になる場合がある。そこで、本構成によれば、このような場合には、上記第２加湿運転モードで運転を行うことで、できるだけ高温で低湿な外気を直接外気導入路から取り込んで放出対象空気として直接調湿手段に供給することができる。よって、集熱外気導入路から取り込んだ外気が低温で高湿なものとなることに起因する加湿効率の低下や暖房負荷の増加を抑制することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記集熱外気導入路を通流する外気の昇温状態を判定する昇温状態判定手段と、
前記運転モードとして、屋外から取り込んだ外気を前記調湿手段に供給して加湿した後に屋内に供給する加湿運転モードで運転を行うにあたり、前記昇温状態判定手段の判定結果に基づいて、前記第１加湿運転モードと前記第２加湿運転モードとを切り替える運転モード切替手段とを備えた点にある。

本構成によれば、昇温状態判定手段の判定結果により、例えば集熱外気導入路から取り込まれる外気の温度が直接外気導入路から取り込まれる外気の温度を超えると判断した場合には、運転モード切り替え手段による加湿運転モードの自動切り替えにより、外気を集熱外気導入路から取り込む第１加湿運転モードを実行することができる。一方、昇温状態判定手段の判定結果により、例えば集熱外気導入路から取り込まれる外気の温度が直接外気導入路から取り込まれる外気の温度以下であると判断した場合には、運転モード切り替え手段による加湿運転モードの自動切り替えにより、外気を直接外気導入路から取り込む第２加湿運転モードが実行することができる。このような、昇温状態判定手段の判定結果に基づく第１加湿運転モードと第２加湿運転モードとの切り替えにより、集熱外気導入路による外気の昇温が期待できない場合でも、調湿手段には、できるだけ高温の外気が供給されることになり、結果、加湿効率を高いものに維持することができる。

本発明の第４特徴構成は、屋外から前記集熱外気導入路を介さずに外気を取り込む直接外気導入路と、
前記集熱外気導入路から取り込まれて前記調湿手段を通過した後の外気を屋外へ排出する集熱外気排出路と、
屋内から取り込んだ屋内空気を屋外へ排出する屋内空気排出路とを備え、
前記運転モードとして、前記直接外気導入路から取り込んだ外気を前記吸着対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材に水分を吸着させて除湿した後に屋内に供給し、前記集熱外気導入路から取り込んだ外気を前記放出対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材の水分を放出させた後に前記集熱外気排出路から屋外へ排出し、屋内から取り込んだ屋内空気を前記屋内空気排出路から屋外へ排出する除湿運転モードを有する点にある。

夏季において、一般的に、集熱外気導入路を通流した外気は、直接外気導入路から取り込んだ外気と比較して、高温で低湿なものとなる。そこで、本構成によれば、除湿運転モードで運転を行うことで、集熱外気導入路を介して取り込んだ高温で低湿な外気を放出対象空気として調湿手段に供給するので、吸着材から水分を十分に放出させることができる。一方、直接外気導入路を介して取り込んだ比較的低温の外気を吸着対象空気として調湿手段に供給し、その低温の外気が乾燥した吸着材に接触することになるので、外気から吸着材への水分の吸着が促進され、十分に除湿した外気を屋内に供給することができ、結果、除湿効率を向上することができる。また、夏季において集熱外気導入路を通流した外気は、調湿手段を通過した後に、屋内に供給されることなく屋外に排出される。よって、集熱外気導入路に伝達された日射熱は、その外気と共に屋外に排出されるので、当該日射熱が集熱外気導入路を介して屋内側に伝達される所謂熱貫流が抑制されることになり、結果、屋内の冷房負荷を軽減することができる。

本発明の第５特徴構成は、前記屋内空気排出路が、屋内空気を前記集熱外気導入路に合流させる流路である点にある。

本構成によれば、集熱外気導入路には、外気に加えて、比較的低湿な屋内空気が通流することになる。このことで、集熱外気導入路から調湿手段へ供給される放出対象空気の湿度を低下させ、放出状態の吸着材からの水分の放出を促進させて、除湿効率を向上することができる。

第１実施形態の調湿換気システムの第１加湿運転モードでの運転状態を示す図 第１実施形態の調湿換気システムの第２加湿運転モードでの運転状態を示す図 第１実施形態の調湿換気システムの除湿運転モードでの運転状態を示す図 第２実施形態の調湿換気システムの第１加湿運転モードでの運転状態を示す図 第２実施形態の調湿換気システムの第２加湿運転モードでの運転状態を示す図 第２実施形態の調湿換気システムの除湿運転モードでの運転状態を示す図 別実施形態の調湿換気システムの概略構成を示す部分図

〔第１実施形態〕
本発明に係る調湿換気システムの第１実施形態について、図１〜図３に基づいて説明する。
尚、本実施形態の調湿換気システムは、住宅等の建物１に設けられ、屋外Ｏの外気ＯＡを調湿した上で建物１内の屋内Ｒに給気ＳＡとして供給すると共に、屋内空気ＲＡを屋外Ｏに排気ＥＡとして排出することで、屋内Ｒの調湿と換気とを行うシステムとして構成されている。

また、この調湿換気システムは、制御装置５０の運転制御により、所定の運転モードで運転を行うように構成されている。尚、詳細については後述するが、かかる所定の運転モードとしては、外気ＯＡを放出対象空気Ａ２として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂから水分を放出させて加湿した後に屋内Ｒに給気ＳＡとして供給する第１加湿運転モード（図１参照）並びに第２加湿運転モード（図２参照）、及び、外気ＯＡを吸着対象空気Ａ１として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂに水分を吸着させて除湿した後に屋内Ｒに給気ＳＡとして供給する除湿運転モード（図３参照）を有する。
以下、調湿換気システムの基本構成、並びに、各運転モードでの運転状態について、順に説明する。

〔調湿換気システムの基本構成〕
調湿換気システムには、空気の調湿を行う調湿手段２が設けられている。この調湿手段２は、水分を吸放出可能な通気性の吸着材３ａ，３ｂを有し、吸着対象空気Ａ１の水分を吸着材３ａ，３ｂに吸着すると共に、吸着材３ａ，３ｂの水分を放出対象空気Ａ２に放出する形態で、空気の加湿又は除湿といった調湿を行うように構成されている。そして、後述する各運転モードにおいて、屋外Ｏから取り込んだ外気ＯＡを調湿手段２に供給して加湿及び除湿の何れかの調湿を行った後に給気ＳＡとして屋内Ｒに供給すると共に、屋内Ｒから取り込んだ屋内空気ＲＡを排気ＥＡとして屋外Ｏへ排出する。
尚、水分を吸放出可能な吸着材としては、例えば、シリカゲルやゼオライト等の吸着材や高分子収着材等を利用することができる。

また、屋外Ｏから取り込んだ外気ＯＡが通流し、当該通流する外気ＯＡに日射熱Ｈを与える集熱外気導入路２１が設けられている。この集熱外気導入路２１は、建物１の傾斜屋根部１ａの内部空間として形成され、下端部が屋外Ｏに開放された集熱空間２０を有しており、当該集熱空間２０の上端部が調湿手段２に接続されている。そして、傾斜屋根部１ａの下端部から集熱空間２０に取り込まれた外気ＯＡは、当該集熱空間２０を通流することで傾斜屋根部１ａに伝達された日射熱が与えられて当該集熱空間２０を上昇し、後に調湿手段２に供給される。
また、集熱外気導入路２１において集熱空間２０の上方側には温度センサ４５が設けられている。即ち、この温度センサ４５は、集熱外気導入路２１の集熱空間２０を通流した後の外気ＯＡの温度を計測し、その計測温度を制御装置５０に出力する。

調湿手段２は、所謂静止型のデシカント式調湿装置として構成され、一対の吸着材３ａ，３ｂを有する。そして、これら一対の吸着材３ａ，３ｂに対する空気通流を切り替えるための、一対の開閉弁７ａ，７ｂ、一対の開閉弁８ａ，８ｂ、並びに、一対の開閉弁９ａ，９ｂが設けられている。これら一対の開閉弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂが所定の単位時間間隔で交互に開閉操作されることで、当該一対の吸着材３ａ，３ｂの夫々に対する吸着対象空気Ａ１及び放出対象空気Ａ２の通流が所定の単位時間間隔で交互に切り替えられる。このことで、当該一対の吸着材３ａ，３ｂの夫々の状態が、吸着対象空気Ａ１から水分を吸着する吸着状態と、放出対象空気Ａ２へ水分を放出する放出状態とに所定の単位時間間隔で交互に切り替えられる。

具体的には、両端部において接続された一対の第１流路４ａ，４ｂ、同じく両端部において接続された一対の第２流路５ａ，５ｂ、及び、同じく両端部において接続された一対の第３流路６ａ，６ｂが設けられている。これら一対の流路のうちの一方の第１流路４ａ、第２流路５ａ、及び第３流路６ａには、一対の吸着材３ａ，３ｂのうちの一方の第１吸着材３ａが配置されており、これら流路４ａ，５ａ，６ａを通流する空気が第１吸着材３ａを通過する。また、これら一対の流路のうちの他方の第１流路４ｂ、第２流路５ｂ、及び第３流路６ｂには、一対の吸着材３ａ，３ｂのうちの他方の第２吸着材３ｂが配置されており、これら流路４ｂ，５ｂ，６ｂを通流する空気が第２吸着材３ｂを通過する。

尚、本実施形態において、図示は省略するが、各流路における空気の通流は、各流路において例えば屋内Ｒ又は屋外Ｏへの開放部等に適宜配置されたファンの送風動力により実現されている。
また、本願の図面では、一対の第１流路４ａ，４ｂ、第２流路５ａ，５ｂ、第３流路６ａ，６ｂについては、太実線で表した流路は、一対の開閉弁７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂが開閉される単位時間間隔でのある単位時間において空気が通流する流路を示しており、太破線で表した流路は、その単位時間の次の単位時間において空気が通流する流路を示している。また、他の流路については、太実線で表した流路は、単位時間に拘らず空気が通流している流路を示している。また、本願の図面において、各吸着材３ａ，３ｂの記載箇所には、当該各吸着材３ａ，３ｂが吸着状態であるか放出状態であるかを表すための表示をしており、上段の括弧無しの表示は、太実線で表した流路に空気が流通している際の吸着材の状態を表しており、下段の括弧有りの表示は、太破線で表した流路に空気が流通している際の吸着材の状態を表している。

一対の第１流路４ａ，４ｂの夫々には、一対の第１開閉弁７ａ，７ｂが夫々設けられており、これら一対の第１開閉弁７ａ，７ｂが制御装置５０により交互に開閉されることで、一対の第１流路４ａ，４ｂを通じて一方側の接続端部から他方側の接続端部に通流する空気が、これら一対の第１流路４ａ，４ｂの夫々を交互に通流することになる。
また、一対の第１流路４ａ，４ｂの屋内Ｒ側の接続端部（図面において下方側の接続端部）は、屋内Ｒに通じる屋内空気取込路３１に接続されている。一方、一対の第１流路４ａ，４ｂの屋外Ｏ側の接続端部（図面において上方側の接続端部）は、屋外Ｏに通じる排気路２５に接続されている。
また、この第１流路４ａ，４ｂに接続された屋内空気取込路３１には、集熱外気導入路２１の集熱空間２０の下方側の合流部２４ａに通じる屋内空気排出路２４が接続されている。

一対の第２流路５ａ，５ｂの夫々には、一対の第２開閉弁８ａ，８ｂが夫々設けられており、これら一対の第２開閉弁８ａ，８ｂが制御装置５０により交互に開閉されることで、一対の第２流路５ａ，５ｂを通じて一方側の接続端部から他方側の接続端部に通流する空気が、これら一対の第２流路５ａ，５ｂの夫々を交互に通流することになる。
また、一対の第２流路５ａ，５ｂの屋内Ｒ側の接続端部（図面において下方側の接続端部）は、屋内Ｒに通じる給気路３２に接続されている。一方、一対の第２流路５ａ，５ｂの屋外Ｏ側の接続端部（図面において上方側の接続端部）は、屋外Ｏに通じる集熱外気導入路２１に接続されている。
また、第２流路５ａ，５ｂに接続された給気路３２には、屋外Ｏに通じる集熱外気排出路２３が接続されており、この集熱外気排出路２３との接続部の屋内Ｒ側には、制御装置５０により開閉作動される開閉弁１０が設けられている。

一対の第３流路６ａ，６ｂの夫々には、一対の第３開閉弁９ａ，９ｂが夫々設けられており、これら一対の第３開閉弁９ａ，９ｂが制御装置５０により交互に開閉されることで、一対の第３流路６ａ，６ｂを通じて一方側の接続端部から他方側の接続端部に通流する空気が、これら一対の第３流路６ａ，６ｂの夫々を交互に通流することになる。
また、一対の第３流路６ａ，６ｂの屋内Ｒ側の接続端部（図面において下方側の接続端部）は、屋内Ｒに通じる給気路３３に接続されている。一方、一対の第３流路６ａ，６ｂの屋外Ｏ側の接続端部（図面において上方側の接続端部）は、屋外Ｏに通じる直接外気導入路２２に接続されている。
また、直接外気導入路２２の屋外Ｏへの開放部には温度センサ４６が設けられている。即ち、この温度センサ４６は、外気ＯＡの温度を計測し、その計測温度を制御装置５０に出力する。

また、調湿換気システムの運転を制御する制御装置５０は、詳細については後述するが、主に冬季において屋内Ｒへ供給する給気ＳＡを加湿する加湿運転モードを実行可能に構成されており、更に、このような加湿運転モードを実行するにあたり、集熱外気導入路２１を通流する外気ＯＡの昇温状態を判定する昇温状態判定手段５１と、この昇温状態判定手段５１の判定結果に基づいて、第１加湿運転モードと第２加湿運転モードとを切り替える運転モード切替手段５２として機能する。また、制御装置５０は、主に夏季において屋内Ｒへ供給する給気ＳＡを除湿する除湿運転モードを実行可能に構成されている。
以下、これら各運転モード、並びに、運転モード切替手段５２による加湿運転モードの切り替えに関して説明を加える。

〔第１加湿運転モード〕
図１に示す第１加湿運転モードは、主に冬季において日射熱Ｈによる集熱外気導入路２１の集熱空間２０を通流した後の外気ＯＡの昇温が期待される場合に、屋内Ｒへ供給される給気ＳＡを加湿する目的で実行される。
その第１加湿運転モードでは、屋内Ｒから屋内空気取込路３１を介して取り込んだ屋内空気ＲＡを吸着対象空気Ａ１として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂのうちの吸着状態となる吸着材に水分を吸着させた後に排気路２５を介して屋外Ｏへ排出する。同時に、集熱外気導入路２１から取り込んだ外気ＯＡを放出対象空気Ａ２として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂのうちの放出状態となる吸着材から水分を放出させて加湿した後に給気路３２を介して屋内Ｒに供給する。

具体的には、この第１加湿運転モードでは、第１開閉弁７ａ，７ｂ及び第２開閉弁８ａ，８ｂが所定の単位時間間隔で互いに逆の位相で交互に開閉操作され、第３開閉弁９ａ，９ｂが閉弁状態に維持され、開閉弁１０が開弁状態に維持された状態で、運転が行われる。

すると、屋内Ｒから屋内空気取込路３１に取り込まれた比較的高温で多湿な屋内空気ＲＡは、吸着対象空気Ａ１として調湿手段２の第１流路４ａ，４ｂに供給されて、一対の吸着材３ａ，３ｂのうちの、後述のように十分に乾燥した吸着材（例えば吸着材３ｂ）に接触する。このことで、その吸着材は、吸着対象空気Ａ１である屋内空気ＲＡから水分を吸着する吸着状態となって、当該屋内空気ＲＡから多くの水分を吸着して湿潤する。一方、この吸着状態の吸着材を通過した屋内空気ＲＡは、排気路２５を介して屋外Ｏに排気ＥＡとして排出される。

また、屋外Ｏから取り込まれて集熱外気導入路２１を通流した外気ＯＡは、日射熱Ｈが与えられて昇温することで湿度（相対湿度）が低下し、放出対象空気Ａ２として調湿手段２の第２流路５ａ，５ｂに供給されて、一対の吸着材３ａ，３ｂのうちの、前述のように吸着対象空気Ａ１から多くの水分を吸着することで湿潤した吸着材（例えば吸着材３ａ）に接触する。このことで、その吸着材は、放出対象空気Ａ２である外気ＯＡへ水分を放出する放出状態となり、更には当該外気ＯＡが高温で低湿なことで水分の放出が促進されて、十分に乾燥する。一方、この放出状態の吸着材を通過して十分に加湿された外気ＯＡは、給気路３２を介して屋内Ｒに給気ＳＡとして供給されることになるので、加湿効率が向上される。また、このように屋内Ｒに供給される給気ＳＡは、集熱外気導入路２１を通流して日射熱Ｈにより昇温した外気ＯＡであるので、屋内Ｒの暖房を行う空調機器（図示省略）における屋内Ｒの暖房負荷が軽減されることになる。

〔第２加湿運転モード〕
図２に示す第２加湿運転モードは、主に冬季において傾斜屋根部１ａの積雪等により日射熱Ｈによる集熱外気導入路２１の集熱空間２０を通流した後の外気ＯＡの昇温が期待できない場合に、屋内Ｒへ供給される給気ＳＡを加湿する目的で実行される。
その第２加湿運転モードでは、屋内Ｒから屋内空気取込路３１を介して取り込んだ屋内空気ＲＡを吸着対象空気Ａ１として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂのうちの吸着状態となる吸着材に水分を吸着させた後に排気路２５を介して屋外Ｏへ排出する。同時に、直接外気導入路２２から取り込んだ外気ＯＡを放出対象空気Ａ２として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂのうちの放出状態となる吸着材から水分を放出させて加湿した後に給気路３３を介して屋内Ｒに供給する。

具体的には、この第２加湿運転モードでは、第１開閉弁７ａ，７ｂ及び第３開閉弁９ａ，９ｂが所定の単位時間間隔で互いに逆の位相で交互に開閉操作され、第２開閉弁８ａ，８ｂが閉弁状態に維持され、開閉弁１０が閉弁状態に維持された状態で、運転が行われる。

すると、屋内Ｒから屋内空気取込路３１に取り込まれた比較的高温で多湿な屋内空気ＲＡは、吸着対象空気Ａ１として調湿手段２の第１流路４ａ，４ｂに供給されて、一対の吸着材３ａ，３ｂのうちの、後述のように乾燥した吸着材（例えば吸着材３ｂ）に接触する。このことで、その吸着材は、吸着対象空気Ａ１である屋内空気ＲＡから水分を吸着する吸着状態となって、当該屋内空気ＲＡから多くの水分を吸着して湿潤する。一方、この吸着状態の吸着材を通過した屋内空気ＲＡは、排気路２５を介して屋外Ｏに排気ＥＡとして排出される。

また、屋外Ｏから直接外気導入路２２に取り込まれた外気ＯＡは、放出対象空気Ａ２として調湿手段２の第３流路６ａ，６ｂに供給されて、一対の吸着材３ａ，３ｂのうちの、前述のように吸着対象空気Ａ１から水分を吸着することで湿潤した吸着材（例えば吸着材３ｂ）に接触する。このことで、その吸着材は、放出対象空気Ａ２である外気ＯＡへ水分を放出する放出状態となって、当該外気ＯＡへ水分が放出されて乾燥する。一方、この放出状態の吸着材を通過して加湿された外気ＯＡは、給気路３３を介して屋内Ｒに給気ＳＡとして供給される。

そして、第２加湿運転モードでは、集熱外気導入路２１から取り込まれる外気ＯＡは、直接外気導入路２２から取り込まれる外気ＯＡよりも低温で高湿になる場合であっても、できるだけ高温で低湿な外気ＯＡを直接外気導入路２２から取り込んで放出対象空気Ａ２として直接調湿手段２に供給する。このことで、集熱外気導入路２１から取り込んだ外気ＯＡが低温で高湿なものとなることに起因する加湿効率の低下や暖房負荷の増加が抑制される。

〔加湿運転モードの切り替え〕
昇温状態判定手段５１は、温度センサ４６で計測された外気ＯＡの温度を基準にし、温度センサ４５で計測された集熱外気導入路２１の集熱空間２０を通流した後の外気ＯＡの温度が上記基準となる外気ＯＡの温度を超える場合には、日射熱Ｈによる集熱外気導入路２１を通流する外気ＯＡの昇温が行われると判定する。逆に、昇温状態判定手段５１は、温度センサ４５で計測された集熱外気導入路２１の集熱空間２０を通流した後の外気ＯＡの温度が上記基準となる外気ＯＡの温度以下の場合には、日射熱Ｈによる集熱外気導入路２１を通流する外気ＯＡの昇温が行われないと判定する。そして、昇温状態判定手段５１により、日射熱Ｈによる集熱外気導入路２１を通流する外気ＯＡの昇温が行われると判定された場合には、運転モード切替手段５２により、適宜開閉弁の開閉状態を切り替えて、上述したような集熱外気導入路２１を介して外気ＯＡを取り込む第１加湿運転モードによる運転が実行される。逆に、昇温状態判定手段５１により、日射熱Ｈによる集熱外気導入路２１を通流する外気ＯＡの昇温が行われないと判定された場合には、運転モード切替手段５２により、適宜開閉弁の開閉状態を切り替えて、上述したような集熱外気導入路２１を利用せずに直接外気導入路２２を介して外気ＯＡを取り込む第２加湿運転モードによる運転が実行される。

このように、昇温状態判定手段５１の判定結果に基づいて第１加湿運転モードと第２加湿運転モードとの自動切り替えが運転モード切替手段５２により行われることで、調湿手段２には、できるだけ高温の外気ＯＡが放出対象空気Ａ２として供給されることになり、結果、加湿効率を高いものに維持することができる。

〔除湿運転モード〕
図３に示す除湿運転モードは、主に夏季において屋内Ｒへ供給される給気ＳＡを除湿する目的で実行される。
その除湿運転モードでは、直接外気導入路２２から取り込んだ外気ＯＡを吸着対象空気Ａ１として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂのうちの吸着状態となる吸着材に水分を吸着させて除湿した後に給気路３３を介して屋内Ｒに供給する。同時に、集熱外気導入路２１から取り込んだ外気ＯＡを放出対象空気Ａ２として調湿手段２に供給して吸着材３ａ，３ｂのうちの放出状態となる吸着材の水分を放出させた後に集熱外気排出路２３から屋外Ｏへ排出する。更に、屋内Ｒから取り込んだ屋内空気ＲＡを屋内空気排出路２４から屋外Ｏへ排出する。

具体的には、この除湿運転モードでは、第２開閉弁８ａ，８ｂ及び第３開閉弁９ａ，９ｂが所定の単位時間間隔で互いに逆の位相で交互に開閉操作され、第１開閉弁７ａ，７ｂ及び開閉弁１０が閉弁状態に維持された状態で、運転が行われる。

すると、屋外Ｏから直接外気導入路２２に取り込まれた外気ＯＡは、吸着対象空気Ａ１として調湿手段２の第３流路６ａ，６ｂに供給されて、一対の吸着材３ａ，３ｂのうちの、後述のように十分に乾燥した吸着材（例えば吸着材３ａ）に接触する。このことで、その吸着材は、吸着対象空気Ａ１である外気ＯＡから水分を吸着する吸着状態となって、当該外気ＯＡから多くの水分を吸着して湿潤する。一方、この吸着状態の吸着材を通過して十分に除湿された外気ＯＡは、給気路３３を介して屋内Ｒに給気ＳＡとして供給されるので、除湿効率が向上される。また、夏季において集熱外気導入路２１を通流する外気ＯＡは、調湿手段２を通過した後に、屋内Ｒに供給されることなく屋外Ｏに排出される。よって、集熱外気導入路２１に伝達された日射熱Ｈは、その外気ＯＡと共に屋外Ｏに排出されることになるので、当該日射熱Ｈが傾斜屋根部１ａを介して屋内Ｒ側に伝達される所謂熱貫流が抑制されることなり、結果、屋内Ｒの冷房を行う空調機器（図示省略）における屋内Ｒの冷房負荷が軽減されることになる。

また、屋外Ｏから取り込まれて集熱外気導入路２１を通流した外気ＯＡは、日射熱Ｈが与えられて昇温して高温で低湿なものとなり、放出対象空気Ａ２として調湿手段２の第２流路５ａ，５ｂに供給されて、一対の吸着材３ａ，３ｂのうちの、前述のように吸着対象空気Ａ１から水分を吸着して湿潤した吸着材（例えば吸着材３ｂ）に接触する。このことで、その吸着材は、放出対象空気Ａ２である外気ＯＡへ水分を放出する放出状態となり、更には当該外気ＯＡが高温で低湿なことで水分の放出が促進されて、十分に乾燥する。一方、この放出状態の吸着材を通過した外気ＯＡは、集熱外気排出路２３を介して屋外Ｏに排気ＥＡとして排出される。

また、屋内Ｒから屋内空気取込路３１に取り込まれた比較的低湿な屋内空気ＲＡは、屋内空気排出路２４から集熱外気導入路２１の集熱空間２０の下方側の合流部２４ａに合流する。そして、この合流した屋内空気ＲＡは、集熱外気導入路２１に取り込まれた外気ＯＡと共に、放出対象空気Ａ２として調湿手段２を通過した後に、集熱外気排出路２３を介して屋外Ｏに排出されることになる。
このことで、集熱外気導入路２１には、外気ＯＡに加えて、比較的低湿な屋内空気ＲＡが通流することになる。このことで、集熱外気導入路２１から調湿手段２へ供給される放出対象空気Ａ２の湿度を低下させ、放出状態の吸着材からの水分の放出を促進させて、除湿効率を向上することができる。

〔第２実施形態〕
本発明に係る調湿換気システムの第２実施形態について、図４〜図６に基づいて説明する。
尚、本実施形態の調湿換気システムは、上述した第１実施形態に対して、傾斜屋根部１ａの内部空間構造や排気路２５の配置等に関して相違する。よって、他の同様の構成については、図面において同じ符号を付すと共に、詳細な説明は割愛する場合がある。

具体的には、この調湿換気システムでは、傾斜屋根部１ａの内部空間が、外側の集熱空間２０と内側の排気空間４０とに区画形成された２層構造を有し、この排気空間４０は、集熱空間２０と同様に、下端部が屋外Ｏに開放されている。そして、調湿手段２の第１流路４ａ，４ｂを通流した屋内空気ＲＡを屋外Ｏへ排出するための排気路２５が、この排気空間４０を含む流路として構成されている。

従って、第１加湿運転モード（図４参照）及び第２加湿運転モード（図５参照）では、屋内Ｒから屋内空気取込路３１に取り込まれた比較的高温の屋内空気ＲＡが、吸着対象空気Ａ１として調湿手段２の第１流路４ａ，４ｂを通流する。すると、この室内空気ＲＡは、吸着状態の吸着材（例えば吸着材３ｂ）が水分を吸着することにより生じる吸着熱を得て更に昇温した上で、排気路２５の排気空間４０を介して屋外Ｏに排気ＥＡとして排出されることになる。
このことで、主に冬季に実行される加湿運転モードにおいて、傾斜屋根部１ａの内部空間として形成された排気空間４０に、比較的高温の屋内空気ＲＡが通流することになるので、排気空間４０が形成された傾斜屋根部１ａと屋内Ｒとの温度差が小さくなる。よって、屋内Ｒの熱が傾斜屋根部１ａを介して屋外Ｏに伝達される所謂熱貫流が抑制されることになり、結果、屋内Ｒの暖房負荷が軽減されることになる。

更に、調湿手段２の一対の第１流路４ａ，４ｂにおいて、屋外Ｏ側の接続端部と屋内Ｒ側の接続端部とを接続して吸着材３ａ，３ｂをバイパスするバイパス路４１が設けられており、このバイパス路４１には、制御装置５０により開閉作動される開閉弁４２が設けられている。そして、この開閉弁４２は、上述した第１加湿運転モード（図４参照）及び第２加湿運転モード（図５参照）では閉弁状態とされるが、除湿運転モード（図６参照）では開弁状態とされる。
よって、除湿運転モード（図６参照）では、屋内Ｒから屋内空気取込路３１に取り込まれた比較的低温な屋内空気ＲＡが、バイパス路４１を介して排気路２５に導かれ、排気路２５の排気空間４０を介して屋外Ｏに排気ＥＡとして排出されることになる。
このことで、主に夏季に実行される除湿運転モードにおいて、傾斜屋根部１ａの内部空間として形成された排気空間４０に、比較的低温の屋内空気ＲＡが通流することになるので、日射熱Ｈが傾斜屋根部１ａを介して屋内Ｒに伝達される所謂熱貫流が抑制され、屋内Ｒの冷房負荷が軽減されることになる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、本発明に係る調湿換気システムを住宅等の建物１に適用した例を説明したが、住宅以外の建物に適用することもできる。

（２）上記実施形態では、集熱外気導入路２１の集熱空間２０を、建物１の傾斜屋根部１ａの内部空間として形成したが、かかる集熱空間を形成する建物部位については、日射が期待できる部位であれば、適宜変更しても構わない。例えば、外壁をダブルスキン構造で構成した場合において、当該外壁の内部空間を集熱空間として利用することもできる。また、建物の屋根部等に太陽電池パネルを設置した場合において、太陽電池パネルと屋根部との間の空間を、集熱空間として利用することもできる。

（３）上記実施形態では、調湿手段２を、所謂静止型のデシカント式調湿装置として構成したが、吸着材で構成された吸着ロータを吸着対象空気Ａ１が通流する吸着部及び放出対象空気Ａ２が通流する放出部に亘って配置し、当該吸着ロータを回転駆動させることで、当該吸着材からの水分の放出と当該吸着材への水分の吸着とを行う所謂回転型のデシカント式調湿装置や、他の方式の調湿装置として構成しても構わない。

（４）上記実施形態では、調湿手段２で調湿された給気ＳＡについては、直接屋内Ｒに供給するように構成したが、屋外Ｏへ排出される屋内空気ＲＡから顕熱や潜熱を回収する熱交換器を介して屋内Ｒに供給することで、更なる暖房負荷又は冷房負荷の低減を図るように構成しても構わない。

（５）上記実施形態では、傾斜屋根部１ａの内部空間として形成された集熱空間２０の上端部は屋外Ｏに開放せずに調湿手段２に接続したが、例えば図７に示すように、当該集熱空間２０の上端部を屋外Ｏに開放する開放部２０ａを傾斜屋根部１ａに設けても構わない。このように構成すれば、集熱空間２０では、調湿換気システムが運転中であるか否かに拘らず、常時、日射熱Ｈにより外気ＯＡが昇温することで上昇流が生じ、その日射熱Ｈを受けて昇温した外気ＯＡが開放部２０ａから屋外ＯＡに排出されることになる。よって、日射熱Ｈが集熱空間２０を介して屋内Ｒ側に伝達されることを抑制し、屋内Ｒの冷房負荷の軽減を図ることができる。

（６）上記実施形態では、第１加湿運転モードと第２加湿運転モードとの切り替えを、運転モード切替手段５２により昇温状態判定手段５１の判定結果に基づいて自動的に行うように構成したが、この構成に限定されるものではなく、運転モードを切替えるための構成については適宜変更しても構わない。例えば、昇温状態判定手段の判定結果によることなく、利用者の判断等により手動で切り替えるように構成しても構わない。

（７）上記実施形態では、集熱外気導入路２１の集熱空間２０を通流した後の外気ＯＡの温度を検知するための温度センサ４５を集熱空間２０の上方側に設置すると共に、外気ＯＡの温度を検知するための温度センサ４６を直接外気導入路２２の屋外Ｏへの開放部に設置したが、この構成に限定されるものではなく、これら温度センサ４５，４６の設置位置を適宜変更しても構わない。

２ 調湿装置（調湿手段）
３ａ，３ｂ 吸着材
２１ 集熱外気導入路
２２ 直接外気導入路
２３ 集熱外気排出路
２４ 屋内空気排出路
５１ 昇温状態判定手段
５２ 運転モード切替手段
Ａ１ 吸着対象空気
Ａ２ 放出対象空気
ＳＡ 給気
ＥＡ 排気
ＯＡ 外気
ＲＡ 屋内空気
Ｏ 屋外
Ｒ 屋内
Ｈ 日射熱

Claims (5)

1. 水分を吸放出可能な通気性の吸着材を有し、吸着対象空気の水分を前記吸着材に吸着すると共に、前記吸着材の水分を放出対象空気に放出する形態で、空気の調湿を行う調湿手段を備え、
   屋外から取り込んだ外気を前記調湿手段に供給して調湿した後に屋内に供給すると共に、屋内から取り込んだ屋内空気を屋外へ排出する所定の運転モードで運転を行う調湿換気システムであって、
   屋外から取り込んだ外気が通流し、当該通流する外気に日射熱を与える集熱外気導入路を備え、
   前記運転モードとして、屋内から取り込んだ屋内空気を前記吸着対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材に水分を吸着させた後に屋外へ排出し、前記集熱外気導入路から取り込んだ外気を前記放出対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材から水分を放出させて加湿した後に屋内に供給する第１加湿運転モードを有する調湿換気システム。
2. 屋外から前記集熱外気導入路を介さずに外気を取り込む直接外気導入路を備え、
   前記運転モードとして、屋内から取り込んだ屋内空気を前記吸着対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材に水分を吸着させた後に屋外へ排出し、前記直接外気導入路から取り込んだ外気を前記放出対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材から水分を放出させて加湿した後に屋内に供給する第２加湿運転モードを有する請求項１に記載の調湿換気システム。
3. 前記集熱外気導入路を通流する外気の昇温状態を判定する昇温状態判定手段と、
   前記運転モードとして、屋外から取り込んだ外気を前記調湿手段に供給して加湿した後に屋内に供給する加湿運転モードで運転を行うにあたり、前記昇温状態判定手段の判定結果に基づいて、前記第１加湿運転モードと前記第２加湿運転モードとを切り替える運転モード切替手段とを備えた請求項２に記載の調湿換気システム。
4. 屋外から前記集熱外気導入路を介さずに外気を取り込む直接外気導入路と、
   前記集熱外気導入路から取り込まれて前記調湿手段を通過した後の外気を屋外へ排出する集熱外気排出路と、
   屋内から取り込んだ屋内空気を屋外へ排出する屋内空気排出路とを備え、
   前記運転モードとして、前記直接外気導入路から取り込んだ外気を前記吸着対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材に水分を吸着させて除湿した後に屋内に供給し、前記集熱外気導入路から取り込んだ外気を前記放出対象空気として前記調湿手段に供給して前記吸着材の水分を放出させた後に前記集熱外気排出路から屋外へ排出し、屋内から取り込んだ屋内空気を前記屋内空気排出路から屋外へ排出する除湿運転モードを有する請求項１〜３の何れか１項に記載の調湿換気システム。
5. 前記屋内空気排出路が、屋内空気を前記集熱外気導入路に合流させる流路である請求項４に記載の調湿換気システム。

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