JP4844514B2

JP4844514B2 - 調湿装置

Info

Publication number: JP4844514B2
Application number: JP2007235480A
Authority: JP
Inventors: 卓治岩本; 繁村上; 芳准山内
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009068731A

Description

本発明は、調湿装置に関し、より詳細には、対象室内の湿度を調整するための調湿装置に関するものである。

従来、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗等に適用される調湿装置として、除湿ロータ、空気供給ユニットおよび空気放出ユニットを備えたものが知られている。

除湿ロータは、円柱状の水分吸着体がその中心軸を軸心として軸心回りに回転可能に設けられて構成されている。この除湿ロータは、二つに仕切られて区画され、かつ空気の流路を構成する水分吸着領域と水分放出領域とを水分吸着体の一部が交互に通過する態様で回転する。このように水分吸着体が回転すると、水分吸着領域に位置していた部分は水分放出領域に移動し、次いで再び水分吸着領域に移動することを順次繰り返す。

空気供給ユニットは、例えば外気等の空気を取り入れ、取り入れた空気を水分吸着領域に通過させることにより、通過する空気の水分を除湿ロータの水分吸着体に吸着させて該空気を除湿し、かかる水分吸着領域を通過した空気を冷却器にて冷却等した後に対象室内に供給するものである。

空気放出ユニットは、例えば外気等の空気を取り入れ、取り入れた空気を加熱器で加熱し、加熱した空気を水分放出領域に通過させることにより、除湿ロータの水分吸着体に水分を放出させて該水分吸着体を乾燥し、かかる水分放出領域を通過した再生空気を外部に放出するものである。

そのような調湿装置においては、除湿ロータの回転数、すなわち水分吸着体の回転数、あるいは加熱器による加熱量を調整することにより除湿量を制御するようにしたものが知られている。かかる調湿装置では、除湿ロータの回転数を低減させることにより水分吸着領域での吸湿量を増大させるとともに、加熱器による加熱量を増大させることにより水分吸着領域での吸湿量を増大させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−００３３４９号公報

ところで、上記特許文献１に提案の調湿装置では、除湿ロータに適用される水分吸着体は、該水分吸着体を通過する空気、すなわち水分吸着領域を通過する空気の速度が大きくなる場合に除湿量が増大する性質を有しており、そのため除湿量の増大を図るためには除湿ロータの回転数を低下させても通過する空気の風速を向上、つまり当該空気を送風するファン等の回転数を増大させる必要があり、しかも加熱器により加熱量も増大させていることから省エネルギー化を図ることは困難になる虞れがあった。

一方、本願出願人は、繊維状もしくは粉末状の活性炭を５０質量％以上７５質量％以下の割合で含有した基材に、平均粒子径が１ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機酸化物微粒子を固定して成るシート体を加工して構成した水分吸着体を提案し（特願２００６−１３２９２３号）、該水分吸着体は、通過する空気の速度が小さくすると除湿量が増大、あるいは除湿量が保持される特質を有していることを見い出した。そこで、そのような特質を有する水分吸着体に応じた制御を実施することにより、省エネルギー化を図る調湿装置が求められている。

本発明は、上記実情に鑑みて、省エネルギー化を図りながら、対象室内の湿度を所望の大きさに調整することができる調湿装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る調湿装置は、区画された水分吸着領域と水分放出領域との間で水分吸着体を循環移動させる除湿ロータと、除湿運転指令が与えられた場合に、第１送風手段を駆動させることにより、前記水分吸着領域に導入した空気を通過させて除湿し対象室内に供給する第１給気ユニットと、除湿運転指令が与えられた場合に、第２送風手段を駆動させることにより、導入した空気を加熱器にて加熱し、前記水分放出領域に加熱した空気を通過させて外部に放出する第２給気ユニットとを備え、前記対象室内の湿度を調整するための調湿装置であって、前記水分吸着体は、繊維状もしくは粉末状の活性炭を５０質量％以上７５質量％以下の割合で含有した基材に、平均粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機酸化物微粒子を固定して成るシート体を加工して構成したものであり、除湿運転時に制御指令が与えられた場合に、前記水分吸着領域および前記水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を一定にした状態で前記加熱器による空気の加熱量を増大させることにより、前記対象室内の湿度を予め決められた目標湿度に近づける除湿初期制御と、前記除湿初期制御により前記対象室内の湿度が前記目標湿度に一致した後は、前記第１送風手段および前記第２送風手段の駆動出力を低下させて前記水分吸着領域および前記水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる除湿風速低下処理と、該除湿風速低下処理により前記対象室内の湿度が前記目標湿度を下回った場合に、前記加熱器による空気の加熱量を低減させる除湿加熱量低減処理とを必要に応じて繰り返すことにより前記対象室内の湿度を前記目標湿度に近づける除湿駆動制御とを実施する制御手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る調湿装置は、上述した請求項１において、前記制御手段は、前記除湿風速低下処理によっても前記対象室内の湿度が前記目標湿度に一致した状態が保持されている場合には、前記第１送風手段および前記第２送風手段の駆動出力をさらに低下させる再低下処理、あるいは前記第１送風手段および前記第２送風手段を前記除湿風速低下処理の際における出力での駆動と駆動停止とを繰り返して行う間欠処理を必要に応じて繰り返す除湿駆動制御を実施することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る調湿装置は、上述した請求項１または請求項２において、前記第１給気ユニットは、加湿運転指令が与えられた場合には、前記第１送風手段を駆動させることにより、前記水分吸着領域に導入した空気を通過させた後に外部に放出し、前記第２給気ユニットは、加湿運転指令が与えられた場合には、前記第２送風手段を駆動させることにより、導入した空気を加熱器にて加熱し、前記水分放出領域に加熱した空気を通過させて加湿して対象室内に供給することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る調湿装置は、上述した請求項３において、前記制御手段は、加湿運転時に制御指令が与えられた場合に、前記水分吸着領域および前記水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を一定にした状態で前記加熱器による空気の加熱量を増大させることにより、前記対象室内の湿度を予め決められた目標湿度に近づける加湿初期制御と、前記加湿初期制御により前記対象室内の湿度が前記目標湿度に一致した後は、前記第１送風手段および前記第２送風手段の駆動出力を低下させて前記水分吸着領域および前記水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる加湿風速低下処理と、該加湿風速低下処理により前記対象室内の湿度が前記目標湿度を上回った場合に、前記加熱器による空気の加熱量を低減させる加湿加熱量低減処理とを必要に応じて繰り返すことにより前記対象室内の湿度を前記目標湿度に近づける加湿駆動制御とを実施することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る調湿装置は、上述した請求項４において、前記制御手段は、前記加湿風速低下処理によっても前記対象室内の湿度が前記目標湿度に一致した状態が保持されている場合には、前記第１送風手段および前記第２送風手段の駆動出力をさらに低下させる再低下処理、あるいは前記第１送風手段および前記第２送風手段を前記加湿風速低下処理の際における出力での駆動と駆動停止とを繰り返して行う間欠処理を必要に応じて繰り返す加湿駆動制御を実施することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る調湿装置は、上述した請求項１〜５のいずれか一つにおいて、前記水分吸着体は、前記基材に、前記活性炭の質量を基準として０．１質量％以上１０質量％以下の割合の前記無機酸化物微粒子を固定して成るシート体を加工して構成したものであることを特徴とする。

本発明に係る調湿装置によれば、水分吸着体は、繊維状もしくは粉末状の活性炭を５０質量％以上７５質量％以下の割合で含有した基材に、平均粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機酸化物微粒子を固定して成るシート体を加工して構成したものであるので、水分吸着領域および水分放出領域を通過する空気の速度が小さくなると除湿量が増大、あるいは除湿量が保持される特質を有する。また、制御手段が、除湿運転時に制御指令が与えられた場合に、水分吸着領域および水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を一定にした状態で加熱器による空気の加熱量を増大させることにより、対象室内の湿度を予め決められた目標湿度に近づける除湿初期制御と、除湿初期制御により対象室内の湿度が目標湿度に一致した後は、第１送風手段および第２送風手段の駆動出力を低下させて水分吸着領域および水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる除湿風速低下処理と、該除湿風速低下処理により対象室内の湿度が目標湿度を下回った場合に、加熱器による空気の加熱量を低減させる除湿加熱量低減処理とを必要に応じて繰り返すことにより対象室内の湿度を前記目標湿度に近づける除湿駆動制御とを実施するので、第１送出手段および第２送出手段の出力を低下させ、かつ加熱器による加熱量を低減させながら、対象室の内部の湿度を目標湿度に一致させることができる。従って、省エネルギー化を図りながら、対象室の内部の湿度を所望の大きさに調整することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る調湿装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である調湿装置を模式的に示したものである。ここに例示する調湿装置は、対象室１の内部に外気を導入して該対象室１の内部の湿度を所望の大きさに調整するためのものであり、除湿ロータ１０と、第１給気路２０と、第２給気路３０とを備えて構成してある。

除湿ロータ１０は、円柱状に形成した水分吸着体１１が設けてある。水分吸着体１１は、図示しないモータの駆動によりその中心軸を軸心として軸心回りに回転するものである。より詳細に説明すると、水分吸着体１１は、互いに区画され、かつ空気の流路を構成する水分吸着領域２４と水分放出領域３５との間を交互に通過する態様で回転するものである。すなわち、除湿ロータ１０は、区画された水分吸着領域２４と水分放出領域３５との間で水分吸着体１１を循環移動させるものである。これにより水分吸着体１１が回転すると、水分吸着領域２４に位置した部分は水分放出領域３５に移動し、次いで再び水分吸着領域２４に移動することを順次繰り返すことになる。かかる水分吸着体１１の詳細については後述する。

第１給気路２０は、調湿装置を構成する筐体の内部に設けた経路であり、処理空気取入口２１から取り入れた処理空気（外気）を処理空気吐出口２２まで搬送するためのものである。この第１給気路２０には、第１ブロア（第１送風手段）２３、水分吸着領域２４および第１冷却器２５が処理空気取入口２１側から順に設けてある。

第１ブロア２３は、処理空気取入口２１を通じて処理空気を導入するとともに、下流側に送出するための送風源となるものである。

水分吸着領域２４は、通過する処理空気、すなわち第１ブロア２３の駆動により処理空気取入口２１から導入されて通過する処理空気の水分を水分吸着体１１に吸着させるための領域である。これにより、通過する処理空気は、水分吸着領域２４で除湿されることになる。

第１冷却器２５は、水分吸着領域２４を通過して除湿された処理空気を冷却するものである。この第１冷却器２５は、図には明示しないが、冷凍機（圧縮機および凝縮器）と冷媒配管を通じて接続されて冷媒回路を構成しており、内部を通過する冷媒が蒸発することにより、周囲を通過する処理空気を冷却するものである。

また、第１給気路２０は、処理空気吐出口２２を介して供給ダクト４０に通じている。供給ダクト４０は処理空気吐出口２２を通過した処理空気を対象室１の内部に供給するためのものである。この供給ダクト４０は、第１供給配管４１、第２供給配管４２および第３供給配管４３を備えて構成してあり、第１供給配管４１と第２供給配管４２との間には第１調整バルブ４４を介在させ、第２供給配管４２と第３供給配管４３との間には第２調整バルブ４５を介在させてある。

第１供給配管４１は、一端が処理空気吐出口２２に通じる態様で筐体に接続してあり、他端が第１調整バルブ４４に接続してある。第２供給配管４２は、一端が第１調整バルブ４４に接続してあり、他端が第２調整バルブ４５に接続してある。第３供給配管４３は、一端が第２調整バルブ４５に接続してあり、他端が対象室１の空気導入口（図示せず）に通じる態様で対象室１に接続してある。第１調整バルブ４４は、第１供給配管４１と第２供給配管４２とを連通させる状態と、第１供給配管４１と第２供給配管４２とを遮断する状態との間で切り替わるものであり、前者の状態では第１供給配管４１から第２供給配管４２に空気（処理空気）が通過することを許容する一方、後者の状態では第１供給配管４１を通過した空気を外部に排出するものである。第２調整バルブ４５は、いわゆる三方弁のようなものであり、第２供給配管４２および第３供給配管４３以外にバイパス配管４６に接続してある。この第２調整バルブ４５は、第２供給配管４２と第３供給配管４３とを連通させる状態と、第３供給配管４３とバイパス配管４６とを連通する状態との間で切り替わるものであり、前者の状態では第２供給配管４２から第３供給配管４３に空気が通過することを許容する一方、後者の状態ではバイパス配管４６から第３供給配管４３に空気が通過することを許容するものである。

第２給気路３０は、調湿装置を構成する筐体の内部に設けてあり、上記第１給気路２０とは区画された態様で該第１給気路２０に並設して経路である。この第２給気路３０は、再生空気取入口３１から取り入れた再生空気（外気）を、再生空気吐出口３２まで搬送するためのものである。かかる第２給気路３０には、第２ブロア３３、加熱器３４、水分放出領域３５および第２冷却器３６が再生空気取入口３１側から順に設けてある。

第２ブロア３３は、再生空気取入口３１を通じて再生空気を導入するとともに、下流側に送出するための送風源となるものである。

加熱器３４は、再生空気取入口３１を通じて取り入れた再生空気を加熱するものである。この加熱器３４は、図には明示しないが、配管を通じて加熱源に接続することにより、例えば湯等の熱媒体が循環する熱媒体回路を構成している。加熱源は、熱媒体回路を流れる熱媒体を加熱するものである。加熱源で加熱された熱媒体が熱媒体回路を流れることにより、加熱器３４の周囲を通過する再生空気を加熱することになる。

水分放出領域３５は、再生空気が通過することにより、水分吸着体１１に水分を放出させるための領域である。

第２冷却器３６は、水分放出領域３５を通過した再生空気を冷却するものである。この冷却器は、図には明示しないが、冷凍機（圧縮機および凝縮器）と冷媒配管を通じて接続されて冷媒回路を構成しており、内部を通過する冷媒が蒸発することにより、周囲を通過する再生空気を冷却するものである。

また、第２給気路３０は、再生空気吐出口３２を介して送出ダクト５０に通じている。送出ダクト５０は再生空気吐出口３２を通過した再生空気を送出するためのものである。この送出ダクト５０は、第１送出配管５１および第２送出配管５２を備えて構成してあり、第１送出配管５１と第２送出配管５２との間には送出調整バルブ５３を介在させてある。

第１送出配管５１は、一端が再生空気吐出口３２に通じる態様で筐体に接続してあり、他端が送出調整バルブ５３に接続してある。第２送出配管５２は、一端が送出調整バルブ５３に接続してあり、他端が外部に通じている。送出調整バルブ５３は、いわゆる三方弁のようなものであり、第１送出配管５１および第２送出配管５２以外に上記バイパス配管４６に接続してある。この送出調整バルブ５３は、第１送出配管５１と第２送出配管５２とを連通させる状態と、第１送出配管５１とバイパス配管４６とを連通する状態との間で切り替わるものであり、前者の状態では第１送出配管５１から第２送出配管５２に空気が通過することを許容する一方、後者の状態では第１送出配管５１からバイパス配管４６に空気が通過することを許容するものである。

図２は、図１に示した調湿装置の制御系を示すブロック図である。尚、この図２には、上記調湿装置において本願の発明の特徴的な制御を実施する構成要素のみを示しており、その他の構成要素についての例示は割愛している。ここに例示するように、調湿装置は、室内湿度検知センサＳ１、再生温度検知センサＳ２、入力部５５および制御ユニット６０を備えている。

室内湿度検知センサＳ１は、図１に示すように、対象室１の内部に配設してあり、該対象室１の内部の湿度を検知するものである。この室内湿度検知センサＳ１で検知された湿度に関する情報は、制御ユニット６０に送出される。本実施の形態では、室内湿度検知センサＳ１は、対象室１の内部の湿度を常時検知し、検知した湿度に関する情報は随時制御ユニット６０に送出するものとする。

再生温度検知センサＳ２は、図１に示すように、第２給気路３０における加熱器３４の下流域、つまり加熱器３４と水分放出領域３５との間に配設してある。この再生温度検知センサＳ２は、加熱器３４で加熱された再生空気の温度を検知するものである。再生温度検知センサＳ２で検知された温度に関する情報は、制御ユニット６０に送出される。

入力部５５は、各種入力を行うものであり、後述する制御指令も行われる。この入力部５５で入力された情報や指令は、制御ユニット６０に送出される。

制御ユニット６０は、各種情報を記憶するメモリ６５とともに調湿装置の動作の一部を統括する制御手段を構成しており、入力処理部６１、比較判断部６２、熱源駆動処理部６３およびブロア駆動処理部６４を備えている。

入力処理部６１は、室内湿度検知センサＳ１、再生温度検知センサＳ２および入力部５５からの各種情報の入力処理を行うものである。比較判断部６２は、入力処理部６１を通じて入力処理された情報、すなわち制御指令に含まれる目標湿度情報と、室内湿度検知センサＳ１により検知された湿度情報との比較判断処理を行うものである。

熱源駆動処理部６３は、加熱器３４による加熱量を調整するためのものであり、具体的には該加熱器３４と熱媒体回路を構成する加熱源の駆動処理を行うものである。ブロア駆動処理部６４は、第１ブロア２３および第２ブロア３３のそれぞれの駆動処理を行うものである。

次に、上記除湿ロータ１０を構成する水分吸着体１１について説明する。図３は、図１に示した除湿ロータ１０の要部（水分吸着体１１）の一部を拡大して示したものである。この図３に示すように、水分吸着体１１は、上述したように円柱状の形態を成しており、コルゲートハニカム状の構造、すなわち段ボール積層体の構造を有している。このような水分吸着体１１は、混抄紙（シート体）にコルゲート加工等を施して形成されている。

混抄紙は、繊維と、活性炭繊維もしくは活性炭粉末と、その他所望のバインダ樹脂や水等とを混合してなる混合物（基材）に水を加えて成るスラリーを抄紙して形成したものである。

繊維としては、木材パルプ、ポリエチレンパルプ、レーヨンパルプ、ビニロンパルプなどの各種パルプや、この各種パルプに、ポリエステル系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリオレフィン系繊維等の有機合成繊維や、ガラス繊維などの無機化合物繊維を単独で、あるいは複数を組み合わせたもの加えたものであっても良い。

上記混合物中における活性炭繊維もしくは活性炭粉末の含有割合は、５０質量％以上７５質量％以下である。混合物中における活性炭繊維もしくは活性炭粉末の含有割合が５０質量％未満の場合には、十分な水分吸着能力を有する水分吸着体１１を得ることができない一方、混合物中における活性炭繊維もしくは活性炭粉末の含有割合が７５質量％を超える場合には、形成される混抄紙の紙質が硬くなりコルゲート加工時に亀裂等が生じてしまい、良好な水分吸着体１１を得ることができない。

また活性炭繊維もしくは活性炭粉末は、吸湿性を発揮するために親水性であることが必要であり、そのため無機酸化物微粒子が混合物に固定、すなわち活性炭繊維もしくは活性炭粉末の表面に固定してある。

無機酸化物微粒子としては、ゼオライト系吸着剤、モレキュラシーブ、セピオライト、γ−アルミナなどの活性アルミナ、アルミノケイ酸塩、酸化ケイ素、シリカゲル、珪藻土などの吸着性を有する材料であれば良い。吸着活性の観点から無機酸化物微粒子の粒径は小さいことが好ましく、平均粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。ここで、無機酸化物微粒子の固定量は、活性炭（活性炭繊維もしくは活性炭粉末）の質量を基準として０．１質量％以上１０質量％以下の割合であることが好ましい。無機酸化物微粒子の固定量が０．１質量％未満であると、良好な吸湿特性を得られない一方、１０質量％を超えると、除湿性能の低下を招来する虞れがあるからである。このような無機酸化物微粒子を活性炭繊維もしくは活性炭粉末に固定するには、種々の方法があり、例えば珪酸塩やアルミン酸塩の溶液に浸漬し中和させるゾルゲル法による固定方法等を適用することができる。

このような水分吸着体１１の特性について説明する。まず、水分吸着体１１をデシカント性能評価用装置に組み込み、２５ｒｐｈの回転速度で連続回転させる。回転する水分吸着体１１の下半分に１ｋｇの乾燥空気あたり１４ｇの水分を含む２５℃の空気（相対湿度が７０％ＲＨ）を風速０．６〜２．４ｍ／ｓで通過させるとともに、回転する水分吸着体１１の上半分に４０〜６５℃の加熱空気を同量通過させる。そして、水分吸着体１１の下半分を通過して除湿された空気の湿度を測定し、乾燥空気１ｋｇあたり（ｋｇ−ＤＡあたり）の除湿量を算出して、面風速と除湿量との関係および再生温度と除湿量との関係を図４および図５に示した。ここで、面風速は、水分吸着体１１を通過する空気の速度であり、再生温度は、水分吸着体１１の上半分を通過する空気の温度である。

これらの図から、再生温度が４０℃および５０℃の場合は、面風速を下げても除湿量が変わらないことが理解され、再生温度が６５℃の場合は、面風速が低いほど除湿量が増大することが明らかである。

次に、水分吸着体１１をデシカント性能評価用装置に組み込み、２５ｒｐｈの回転速度で連続回転させる。回転する水分吸着体１１の下半分に１ｋｇの乾燥空気あたり１４ｇの水分を含む２５℃の空気（相対湿度が７０％ＲＨ）を風速０．６〜２．４ｍ／ｓで通過させるとともに、回転する水分吸着体１１の上半分に４０〜６５℃の加熱空気を同量通過させる。そして、水分吸着体１１の上半分を通過して加湿された空気の湿度を測定し、乾燥空気１ｋｇあたり（ｋｇ−ＤＡあたり）の加湿量を算出して、面風速と除湿量との関係および再生温度と除湿量との関係を図６および図７に示した。ここで、面風速は、水分吸着体１１を通過する空気の速度であり、再生温度は、水分吸着体１１の上半分を通過する空気の温度である。

これらの図から、再生温度が４０℃および５０℃の場合は、面風速を下げても加湿量が変わらないことが理解され、再生温度が６５℃の場合は、面風速が低いほど加湿量が増大することが明らかである。また、再生温度を大きくすると水分吸着体１１の下半分での除湿量、並びに水分吸着体１１の上半分での加湿量が増大することが明らかである。

以上のような構成を有する調湿装置では、次のようにして対象室１の内部の湿度を所望の大きさに調整する。

まず、除湿運転を行う場合について説明する。かかる説明の前提として、モータの駆動により水分吸着体１１が回転しており、第１ブロア２３および第２ブロア３３も駆動している。また、第１冷却器２５と冷媒回路を構成する冷凍機、並びに加熱器３４と熱媒体回路を構成する加熱源も駆動している一方、第２冷却器３６と冷媒回路を構成する冷凍機は駆動していない。更に、第１調整バルブ４４は第１供給配管４１と第２供給配管４２とを連通させ、第２調整バルブ４５は第２供給配管４２と第３供給配管４３とを連通させており、送出調整バルブ５３は第１送出配管５１と第２送出配管５２とを連通させているものとする。

第１ブロア２３の駆動により、処理空気が処理空気取入口２１を通じて取り入れられ、取り入れられた処理空気は、水分吸着領域２４に至る。水分吸着領域２４において、処理空気取入口２１より取り入れられた処理空気、すなわち湿潤空気は、水分吸着体１１を通過することにより水分が吸着され、これにより、処理空気の湿度が低下する。すなわち処理空気は除湿される。また、水分吸着体１１の水分吸着領域２４に対応する部分に吸着された水分は、水分吸着体１１の回転とともに、水分吸着領域２４から水分放出領域３５に移動する。

水分吸着領域２４で除湿された処理空気は、第１ブロア２３の駆動により下流側に流れ、その後第１冷却器２５に至る。第１冷却器２５に至った処理空気は、該第１冷却器２５の内部を流れる冷媒が蒸発することにより冷却されて所望の温度に調整され、第１ブロア２３の駆動により、処理空気吐出口２２を通じて供給ダクト４０に吐出され、連通状態にある第１供給配管４１、第２供給配管４２および第３供給配管４３を通じて対象室１の内部に供給される。

一方、第２ブロア３３の駆動により、再生空気取入口３１を通じて再生空気が取り入れられ、取り入れられた再生空気は、加熱器３４に至る。加熱器３４に至った再生空気は、加熱器３４の内部を流れる熱媒体により加熱されて高温度の空気になり、水分放出領域３５に至る。

水分放出領域３５において、加熱器３４で加熱された再生空気が通過することにより、水分吸着体１１の対応する部分から水分が放出され、該再生空気の湿度が上昇する。その後、水分放出領域３５を通過した再生空気は、第２ブロア３３の駆動により、再生空気吐出口３２を通じて送出ダクト５０に吐出され、連通状態にある第１送出配管５１および第２送出配管５２を通じて外部に送出される。

水分吸着体１１の水分放出領域３５に対応する部分は、水分が放出されて乾燥するとともに、温度が上昇する。この温度が上昇し、かつ乾燥した水分吸着体１１の対応部分は、水分吸着体１１の回転とともに、水分放出領域３５から水分吸着領域２４に移動し、上述した動作を繰り返す。

そして、第１給気路２０、第１ブロア２３、水分吸着領域２４、第１冷却器２５および供給ダクト４０が、除湿運転指令が与えられた場合に、第１送風手段を駆動させることにより、水分吸着領域に導入した空気を通過させて除湿し対象室内に供給する第１給気ユニットを構成している一方、第２給気路３０、第２ブロア３３、水分放出領域３５および送出ダクト５０が、除湿運転指令が与えられた場合に、第２送風手段を駆動させることにより、導入した空気を加熱器にて加熱し、水分放出領域に加熱した空気を通過させて外部に放出する第２給気ユニットを構成している。

このような除湿運転を行う調湿装置では、更に次のような除湿初期制御および除湿駆動制御が行われる。図８は、調湿装置を構成する制御ユニット６０が実施する除湿初期制御の内容を示すフローチャートである。この図８を適宜参照しながら、調湿装置の動作について説明する。

除湿初期制御において制御ユニット６０は、入力処理部６１を通じて入力部５５より制御指令が与えられたか否かを確認し（ステップＳ１０１）、制御指令が与えられていない場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、後述する処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

制御指令が与えられている場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、入力処理部６１を通じて入力処理された室内湿度検知センサＳ１からの湿度情報に含まれる検知湿度と、同じく入力処理部６１を通じて入力された制御指令に含まれる目標湿度とを、比較判断部６２を通じて検知湿度が目標湿度を超えているか否か判断する（ステップＳ１０２）。ここで、制御指令に含まれる目標温度に関する情報は、メモリ６５に格納される。検知湿度が目標湿度を超えていない場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、後述する処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

検知湿度が目標湿度を超えている場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、検知湿度が目標湿度に一致するまで熱源駆動処理部６３を通じて加熱源の出力を増大、すなわち加熱器３４の加熱量を増大させ（ステップＳ１０３，ステップＳ１０４）、検知湿度が目標湿度に一致したら（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、その時点での加熱量を保持して（ステップＳ１０５）、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

図９は、調湿装置を構成する制御ユニット６０が実施する除湿駆動制御の内容を示すフローチャートである。この図９を適宜参照しながら、調湿装置の動作についてさらに説明する。

上記除湿初期制御を行った場合に（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、ブロア駆動処理部６４を通じて第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を予め決められた大きさだけ低下させる（ステップＳ２０２）。これにより、水分吸着領域２４および水分放出領域３５を通過する処理空気および再生空気の風速は低下することになる。ここで、上記除湿初期制御を行っていない場合には、制御ユニット６０は、上記ステップＳ２０２および後述する処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を低下させた制御ユニット６０は、入力処理部６１を通じて入力処理された室内湿度検知センサＳ１からの湿度情報に含まれる検知湿度と、メモリ６５に格納してある目標湿度とを、比較判断部６２を通じて検知湿度が目標湿度を下回っているか否か判断する（ステップＳ２０３）。

検知湿度が目標湿度を下回っている場合には（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、検知湿度が目標湿度に一致するまで熱源駆動処理部６３を通じて加熱源の出力を低減、すなわち加熱器３４の加熱量を低減させ（ステップＳ２０４，ステップＳ２０５）、検知湿度が目標湿度に一致したら（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、その時点での加熱量を保持して（ステップＳ２０６）、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

一方、検知湿度が目標湿度を下回っていなくて、検知湿度が目標湿度に一致している場合には（ステップＳ２０３：Ｎｏ，ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、ブロア駆動処理部６４を通じて、第１ブロア２３および第２ブロア３３をステップＳ２０２の際における出力での駆動と駆動停止とを繰り返して行う間欠駆動を実施し（ステップＳ２０８）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

ところで、検知湿度が目標湿度を下回っていなくて、検知湿度が目標湿度に一致していな場合には（ステップＳ２０３：Ｎｏ，ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０８の処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

本実施の形態における調湿装置では、このような除湿駆動制御におけるステップＳ２０２〜ステップＳ２０８の処理を１回だけに限らず複数回繰り返すことが好ましい。このように複数回繰り返すことにより、第１ブロア２３および第２ブロア３３の出力を徐々に低下させることができ、しかも加熱器３４による加熱量を徐々に低減させることができる。

次に、加湿運転を行う場合について説明する。かかる説明の前提として、モータの駆動により水分吸着体１１が回転しており、第１ブロア２３および第２ブロア３３も駆動している。また、第２冷却器３６と冷媒回路を構成する冷凍機、並びに加熱器３４と熱媒体回路を構成する加熱源も駆動している一方、第１冷却器２５と冷媒回路を構成する冷凍機は駆動していない。更に、第１調整バルブ４４は第１供給配管４１と第２供給配管４２とを遮断する状態にして、第１供給配管４１を通過した処理空気を外部に排出するようにしてある。第２調整バルブ４５は、第３供給配管４３とバイパス配管４６とを連通させており、送出調整バルブ５３は第１送出配管５１とバイパス配管４６とを連通させているものとする。

水分吸着領域２４で除湿された処理空気は、第１ブロア２３の駆動により下流側に流れ、その後第１冷却器２５の周囲を通過して、処理空気吐出口２２を通じて供給ダクト４０に吐出され、第１供給配管４１を通過した後に、第１調整バルブ４４を通じて外部に放出される。

水分放出領域３５において、加熱器３４で加熱された再生空気が通過することにより、水分吸着体１１の対応する部分から水分が放出され、該再生空気の湿度が上昇する。その後、水分放出領域３５を通過した再生空気は、第２ブロア３３の駆動により下流側に流れ、その後第２冷却器３６に至る。第２冷却器３６に至った再生空気は、該第２冷却器３６の内部を流れる冷媒が蒸発することにより冷却されて所望の温度に調整され、第２ブロア３３の駆動により、再生空気吐出口３２を通じて送出ダクト５０に吐出され、連通状態にある第１送出配管５１、バイパス配管４６および第３供給配管４３を通じて対象室１の内部に供給される。

このような加湿運転を行う調湿装置では、更に次のような加湿初期制御および加湿駆動制御が行われる。図１０は、調湿装置を構成する制御ユニット６０が実施する加湿初期制御の内容を示すフローチャートである。この図１０を適宜参照しながら、調湿装置の動作について説明する。

加湿初期制御において制御ユニット６０は、入力処理部６１を通じて入力部５５より制御指令が与えられたか否かを確認し（ステップＳ３０１）、制御指令が与えられていない場合には（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、後述する処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

制御指令が与えられている場合には（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、入力処理部６１を通じて入力処理された室内湿度検知センサＳ１からの湿度情報に含まれる検知湿度と、同じく入力処理部６１を通じて入力された制御指令に含まれる目標湿度とを、比較判断部６２を通じて検知湿度が目標湿度を下回っているか否かを判断する（ステップＳ３０２）。ここで、制御指令に含まれる目標温度に関する情報は、メモリ６５に格納される。検知湿度が目標湿度を下回っていない場合には（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、後述する処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

検知湿度が目標湿度を下回っている場合には（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、検知湿度が目標湿度に一致するまで熱源駆動処理部６３を通じて加熱源の出力を増大、すなわち加熱器３４の加熱量を増大させ（ステップＳ３０３，ステップＳ３０４）、検知湿度が目標湿度に一致したら（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、その時点での加熱量を保持して（ステップＳ３０５）、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

図１１は、調湿装置を構成する制御ユニット６０が実施する加湿駆動制御の内容を示すフローチャートである。この図１１を適宜参照しながら、調湿装置の動作についてさらに説明する。

上記加湿初期制御を行った場合に（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、ブロア駆動処理部６４を通じて第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を予め決められた大きさだけ低下させる（ステップＳ４０２）。これにより、水分吸着領域２４および水分放出領域３５を通過する処理空気および再生空気の風速は低下することになる。ここで、上記加湿初期制御を行っていない場合には、制御ユニット６０は、上記ステップＳ４０２および後述する処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を低下させた制御ユニット６０は、入力処理部６１を通じて入力処理された室内湿度検知センサＳ１からの湿度情報に含まれる検知湿度と、メモリ６５に格納してある目標湿度とを、比較判断部６２を通じて検知湿度が目標湿度を超えているか否かを判断する（ステップＳ４０３）。

検知湿度が目標湿度を超えている場合には（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、検知湿度が目標湿度に一致するまで熱源駆動処理部６３を通じて加熱源の出力を低減、すなわち加熱器３４の加熱量を低減させ（ステップＳ４０４，ステップＳ４０５）、検知湿度が目標湿度に一致したら（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、その時点での加熱量を保持して（ステップＳ４０６）、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

一方、検知湿度が目標湿度を超えていなくて、検知湿度が目標湿度に一致している場合には（ステップＳ４０３：Ｎｏ，ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）、制御ユニット６０は、ブロア駆動処理部６４を通じて、第１ブロア２３および第２ブロア３３をステップＳ４０２の際における出力での駆動と駆動停止とを繰り返して行う間欠駆動を実施し（ステップＳ４０８）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

ところで、検知湿度が目標湿度を超えていなくて、検知湿度が目標湿度に一致していな場合には（ステップＳ４０３：Ｎｏ，ステップＳ４０７：Ｎｏ）、ステップＳ４０８の処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

本実施の形態における調湿装置では、このような加湿駆動制御におけるステップＳ４０２〜ステップＳ４０８の処理を１回だけに限らず複数回繰り返すことが好ましい。このように複数回繰り返すことにより、第１ブロア２３および第２ブロア３３の出力を徐々に低下させることができ、しかも加熱器３４による加熱量を徐々に低減させることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態における調湿装置では、水分吸着体１１が、活性炭繊維もしくは活性炭粉末を５０質量％以上７５質量％以下の割合で含有した混合物に、平均粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機酸化物微粒子を固定して成る混抄紙をコルゲート加工等して形成したものであるので、図４〜図７に示すように、水分吸着領域２４および水分放出領域３５を通過する空気（処理空気および再生空気）の速度が小さくすると除湿量および加湿量が増大、あるいは除湿量および加湿量が保持される特質を有し、しかも水分放出領域３５を通過する空気の温度を大きくすると水分吸着領域２４での除湿量、並びに水分放出領域３５での加湿量が増大する特質を有することになる。

そして、調湿装置によれば、水分吸着領域２４および水分放出領域３５のそれぞれを通過する空気（処理空気および再生空気）の速度を一定にした状態で加熱器３４による再生空気の加熱量を増大させることにより、対象室１の内部の湿度を予め決められた目標湿度に近づける除湿初期制御と、除湿初期制御により対象室１の内部の湿度が目標湿度に一致した後に、第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を低下させて水分吸着領域２４および水分放出領域３５のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる処理と、該処理により対象室１の内部の湿度が目標湿度を下回った場合に、加熱器３４による再生空気の加熱量を低減させる処理とを必要に応じて繰り返すことにより対象室１の内部の湿度を目標湿度に近づける除湿駆動制御とを行うので、第１ブロア２３および第２ブロア３３の出力を低下させ、かつ加熱器３４による加熱量を低減させながら、対象室１の内部の湿度を目標湿度に一致させることができる。従って、省エネルギー化を図りながら、対象室１の内部の湿度を所望の大きさに調整することができる。

また、上記調湿装置によれば、第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を低下させて水分吸着領域２４および水分放出領域３５のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる処理によっても対象室１の内部の湿度が目標湿度に一致した状態が保持されている場合には、第１ブロア２３および第２ブロア３３を間欠駆動させる処理を必要に応じて繰り返すので、第１ブロア２３および第２ブロア３３の出力を低下させることができる。従って、省エネルギー化を図りながら、対象室１の内部の湿度を所望の大きさに調整することができる。

更に、調湿装置によれば、水分吸着領域２４および水分放出領域３５のそれぞれを通過する空気（処理空気および再生空気）の速度を一定にした状態で加熱器３４による再生空気の加熱量を増大させることにより、対象室１の内部の湿度を予め決められた目標湿度に近づける加湿初期制御と、加湿初期制御により対象室１の内部の湿度が目標湿度に一致した後に、第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を低下させて水分吸着領域２４および水分放出領域３５のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる処理と、該処理により対象室１の内部の湿度が目標湿度を上回った場合に、加熱器３４による再生空気の加熱量を低減させる処理とを必要に応じて繰り返すことにより対象室１の内部の湿度を目標湿度に近づける加湿駆動制御とを行うので、第１ブロア２３および第２ブロア３３の出力を低下させ、かつ加熱器３４による加熱量を低減させながら、対象室１の内部の湿度を目標湿度に一致させることができる。従って、省エネルギー化を図りながら、対象室１の内部の湿度を所望の大きさに調整することができる。

また更に、上記調湿装置によれば、第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を低下させて水分吸着領域２４および水分放出領域３５のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる処理によっても対象室１の内部の湿度が目標湿度に一致した状態が保持されている場合には、第１ブロア２３および第２ブロア３３を間欠駆動させる処理を必要に応じて繰り返すので、第１ブロア２３および第２ブロア３３の出力を低下させることができる。従って、省エネルギー化を図りながら、対象室１の内部の湿度を所望の大きさに調整することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、上述した実施の形態では、上記ステップＳ２０８およびステップＳ４０８では、第１ブロア２３および第２ブロア３３を間欠駆動させていたが、本発明では、第１ブロア２３および第２ブロア３３の駆動出力を更に低下させる処理を行っても構わない。

本発明の実施の形態における調湿装置の構成を模式的に示した模式図である。図１に示した調湿装置の制御系を示すブロック図である。図１における除湿ロータの要部（水分吸着体）の一部を拡大して示した説明図である。面風速と除湿量との関係を示す図表である。再生温度と除湿量との関係を示す図表である。面風速と加湿量との関係を示す図表である。再生温度と加湿量との関係を示す図表である。図８は、調湿装置を構成する制御ユニットが実施する除湿初期制御の内容を示すフローチャートである。調湿装置を構成する制御ユニットが実施する除湿駆動制御の内容を示すフローチャートである。調湿装置を構成する制御ユニットが実施する加湿初期制御の内容を示すフローチャートである。調湿装置を構成する制御ユニットが実施する加湿駆動制御の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１０除湿ロータ
１１水分吸着体
２０第１給気路
２３第１ブロア
２４水分吸着領域
３０第２給気路
３３第２ブロア
３４加熱器
３５水分放出領域
６０制御ユニット
６１入力処理部
６２比較判断部
６３熱源駆動処理部
６４ブロア駆動処理部
６５メモリ

Claims

区画された水分吸着領域と水分放出領域との間で水分吸着体を循環移動させる除湿ロータと、
除湿運転指令が与えられた場合に、第１送風手段を駆動させることにより、前記水分吸着領域に導入した空気を通過させて除湿し対象室内に供給する第１給気ユニットと、
除湿運転指令が与えられた場合に、第２送風手段を駆動させることにより、導入した空気を加熱器にて加熱し、前記水分放出領域に加熱した空気を通過させて外部に放出する第２給気ユニットと
を備え、前記対象室内の湿度を調整するための調湿装置であって、
前記水分吸着体は、繊維状もしくは粉末状の活性炭を５０質量％以上７５質量％以下の割合で含有した基材に、平均粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機酸化物微粒子を固定して成るシート体を加工して構成したものであり、
除湿運転時に制御指令が与えられた場合に、前記水分吸着領域および前記水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を一定にした状態で前記加熱器による空気の加熱量を増大させることにより、前記対象室内の湿度を予め決められた目標湿度に近づける除湿初期制御と、
前記除湿初期制御により前記対象室内の湿度が前記目標湿度に一致した後は、前記第１送風手段および前記第２送風手段の駆動出力を低下させて前記水分吸着領域および前記水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる除湿風速低下処理と、該除湿風速低下処理により前記対象室内の湿度が前記目標湿度を下回った場合に、前記加熱器による空気の加熱量を低減させる除湿加熱量低減処理とを必要に応じて繰り返すことにより前記対象室内の湿度を前記目標湿度に近づける除湿駆動制御と
を実施する制御手段を備えたことを特徴とする調湿装置。
前記制御手段は、前記除湿風速低下処理によっても前記対象室内の湿度が前記目標湿度に一致した状態が保持されている場合には、前記第１送風手段および前記第２送風手段の駆動出力をさらに低下させる再低下処理、あるいは前記第１送風手段および前記第２送風手段を前記除湿風速低下処理の際における出力での駆動と駆動停止とを繰り返して行う間欠処理を必要に応じて繰り返す除湿駆動制御を実施することを特徴とする請求項１に記載の調湿装置。
前記第１給気ユニットは、加湿運転指令が与えられた場合には、前記第１送風手段を駆動させることにより、前記水分吸着領域に導入した空気を通過させた後に外部に放出し、前記第２給気ユニットは、加湿運転指令が与えられた場合には、前記第２送風手段を駆動させることにより、導入した空気を加熱器にて加熱し、前記水分放出領域に加熱した空気を通過させて加湿して対象室内に供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の調湿装置。
前記制御手段は、
加湿運転時に制御指令が与えられた場合に、前記水分吸着領域および前記水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を一定にした状態で前記加熱器による空気の加熱量を増大させることにより、前記対象室内の湿度を予め決められた目標湿度に近づける加湿初期制御と、
前記加湿初期制御により前記対象室内の湿度が前記目標湿度に一致した後は、前記第１送風手段および前記第２送風手段の駆動出力を低下させて前記水分吸着領域および前記水分放出領域のそれぞれを通過する空気の速度を低下させる加湿風速低下処理と、該加湿風速低下処理により前記対象室内の湿度が前記目標湿度を上回った場合に、前記加熱器による空気の加熱量を低減させる加湿加熱量低減処理とを必要に応じて繰り返すことにより前記対象室内の湿度を前記目標湿度に近づける加湿駆動制御と
を実施することを特徴とする請求項３に記載の調湿装置。
前記制御手段は、前記加湿風速低下処理によっても前記対象室内の湿度が前記目標湿度に一致した状態が保持されている場合には、前記第１送風手段および前記第２送風手段の駆動出力をさらに低下させる再低下処理、あるいは前記第１送風手段および前記第２送風手段を前記加湿風速低下処理の際における出力での駆動と駆動停止とを繰り返して行う間欠処理を必要に応じて繰り返す加湿駆動制御を実施することを特徴とする請求項４に記載の調湿装置。
前記水分吸着体は、前記基材に、前記活性炭の質量を基準として０．１質量％以上１０質量％以下の割合の前記無機酸化物微粒子を固定して成るシート体を加工して構成したものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の調湿装置。