JP6518163B2

JP6518163B2 - 調湿システム

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Publication number: JP6518163B2
Application number: JP2015150613A
Authority: JP
Inventors: 大輔梅本; 佐藤　寛; 佐藤　　寛
Original assignee: パナソニックホームズ株式会社
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2035-07-30
Also published as: JP2017032183A

Description

本発明は、調湿システムに関し、詳しくは、空気中の水分をチャンバー内部の調湿材に吸収させ、それを必要な場所に供給することが可能な調湿システムに関する。

従来、建物の内部の壁面に、珪藻土等を用いた調湿パネルが広く用いられている。調湿パネルは、例えば、建物の内部の空気の相対湿度が高い場合、空気中の水蒸気（以下、単に「水分」と表記する場合がある。）を吸収することができる。また、建物内部の空気の相対湿度が低い場合、調湿パネルに含まれる水分が、空気中に放出される。従って、調湿パネルは、建物の内部の空気を調湿することができる。

特開２００４−７６４９４号公報

上述のような調湿パネルは、居室の空気中に含まれる水分量に応じて、水分の吸収及び放出が受動的に行われるので、調湿パネルの吸放湿を意図的に制御することが困難であった。また、調湿パネルの吸放湿性能（吸湿能力及び放出能力）は、十分に活用されていないという問題もあった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、調湿材の吸放湿を制御することができるとともに、調湿材の吸湿能力及び放出能力を有効に発揮させることが可能な調湿システムを提供することを主たる目的としている。

本発明は、調湿システムであって、入口と出口とを有し、かつ、内部に調湿材が配されたチャンバーと、前記チャンバーの前記入口に、切替具を介して、相対湿度の高い高湿空気、又は、相対湿度が低い低湿空気を供給する第１流路と、前記チャンバーの前記出口に接続された第２流路と、制御手段とを含み、前記制御手段は、前記第１流路から前記チャンバーの前記入口に供給された単位時間当たりの空気中の水分量と前記チャンバーの前記出口から前記第２流路に排出された単位時間当たりの空気中の水分量との差を求める水分量計算手段と、前記差を積算して、前記調湿材に吸収された積算水分量又は前記調湿材から放出された積算水分量を求める積算水分量計算手段と、前記積算水分量と前記調湿材の調湿能力とに基づいて、前記切替具を切り替える切替手段とを含むことを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記調湿システムは、さらに、前記第１流路の空気の温度を検知するための第１温度センサーと、前記第１流路の空気の湿度を検知するための第１湿度センサーと、前記第２流路の空気の温度を検知するための第２温度センサーと、前記第２流路の空気の湿度を検知するための第２湿度センサーとを含み、前記水分量計算手段は、前記第１温度センサーの出力、前記第１湿度センサーの出力及び前記第１流路の風量に基づいて、前記第１流路の空気中の水分量を計算するとともに、前記第２温度センサーの出力、前記第２湿度センサーの出力及び前記風量に基づいて、前記第２流路の空気中の水分量を計算しても良い。

本発明の他の態様では、前記第１流路に前記高湿空気を供給して前記調湿材に水分を吸収させる吸湿モード制御において、前記切替手段は、前記調湿材に吸収された積算水分量が、前記調湿材が吸湿可能な水分量以上となったときに、前記低湿空気が前記チャンバーに供給されるように前記切替具を切り替えても良い。

本発明の他の態様では、前記第１流路に前記低湿空気を供給して前記調湿材から水分を放出させる放湿モード制御において、前記切替手段は、前記調湿材から放出された積算水分量が、前記調湿材が放湿可能な水分量以上となったときに、前記高湿空気が前記チャンバーに供給されるように前記切替具を切り替えても良い。

本発明の他の態様では、前記チャンバーは、空間を区画するケース部と、前記ケース部の内側に配された断熱材と、前記断熱材の内側に配された前記調湿材とを含むことができる。

本発明の他の態様では、前記高湿空気は外気であり、前記低湿空気は建物の内部の空気であり、前記第２流路は、切り替え可能に外気又は前記建物の内部に接続されていても良い。

本発明の調湿システムは、入口と出口とを有し、かつ、内部に調湿材が配されたチャンバーと、前記チャンバーの前記入口に、切替具を介して、相対湿度の高い高湿空気、又は、相対湿度が低い低湿空気を供給する第１流路と、前記チャンバーの前記出口に接続された第２流路と、制御手段とを含んでいる。

本発明の調湿システムによれば、調湿材が配されたチャンバーに、高湿空気を供給することにより、調湿材に吸湿させることできる。また、チャンバーに、低湿空気を供給することにより、調湿材に吸湿させた水分を放出させることができる。従って、本発明の調湿システムは、調湿材の吸放湿を能動的に制御することができる。

また、本発明の調湿システムは、前記制御手段として、前記第１流路から前記チャンバーの前記入口に供給された単位時間当たりの空気中の水分量と前記チャンバーの前記出口から前記第２流路に排出された空気中の水分量との差を求める水分量計算手段と、前記差を積算して、前記調湿材に吸収された積算水分量又は前記調湿材から放出された積算水分量を求める積算水分量計算手段と、前記積算水分量と前記調湿材の調湿能力とに基づいて、前記切替具を切り替える切替手段とを含んでいる。

従って、本発明の調湿システムによれば、調湿材の吸湿能力又は放出能力が、例えば、最大限に発揮されたときに、チャンバーに供給される空気を切り替えて、最適な吸放湿制御を行うことが可能になる。

本発明の一実施形態を示す調湿システムの概略図である。本実施形態の制御手段の実施形態を示すブロック図である。本実施形態の調湿システムの制御手順を示すフローチャートである。本実施形態の調湿システムの準備モード制御の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の調湿システムの吸湿モード制御の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の調湿システムの放湿モード制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の調湿システム１の概略図が示されている。本実施形態の調湿システム１は、内部に調湿材１０が配されたチャンバー２と、チャンバー２に給気を供給する第１流路３と、チャンバー２から排出された空気が流れる第２流路４とを含んでいる。

本発明の一つの実施態様において、調湿システム１は、例えば、建物の内部に設けられ、外気に含まれている水分を調湿材１０に吸収させる。調湿材１０が吸収した水分は、例えば、建物の内部に供給される。これにより、調湿システム１は、例えば、冬期において、能動的に、建物の内部の空気の過乾燥を防ぐことができる。もちろん、本発明の調湿システム１は、このような実施態様に限定されるものではないが、本実施形態では、外気が除湿対象空気（以下、「高湿空気Ａ」ということもある。）であり、建物の内部の空気が加湿対象空気（以下、「低湿空気Ｂ」ということもある。）である場合が例示される。

チャンバー２は、入口５と、出口６と、それらの間の空間７とを有する。入口５には上記第１流路３が、出口６には上記第２流路４が、それぞれ接続されている。本実施形態のチャンバー２は、例えば、略直方体状の空間７を有しているが、このような形態に限定されるものではない。

本実施形態のチャンバー２は、空間７を区画する最も外側のケース部８と、ケース部８の内側（空間７側）に配された断熱材９と、断熱材９の内側（空間７側）に配されかつ空間７に直接面している調湿材１０とを含んでいる。本実施形態では、このような複合構造によって、チャンバー２の各壁部が構成されている。チャンバー２は、例えば、建物の内部に収容されることが望ましい。また、チャンバー２は、建具の空間、例えば間仕切り壁の内部空間等を用いて構成されても良い。

チャンバー２の内部の空間７には、調湿材１０が露出して配置されるので、チャンバー２の空間７を通る空気は、調湿材１０と接触することができる。また、調湿材１０の外側は、断熱材９で覆われているので、チャンバー２の空間７の空気の温度変化、ひいては相対湿度の変化を防ぐことができる。好ましい態様では、断熱材９は、調湿機能を有しない発泡樹脂ボード系材料が好適である。

調湿材としては、特に限定されるものではないが、無機多孔質材料が好適であり、例えば、珪藻泥岩、珪藻頁岩、アロフェン、シリカゲル、イモゴライト、セピオライト、ゼオライト及び大谷石等の１種又は２種以上を混合して用いられる。また、調湿材は、粒状体が好ましく、例えば、平均細孔径が２００オングストローム以下であり、比表面積が２０ｍ²／ｇ以上であるのものが、調湿能力が高い点で好ましい。これらの調湿材は、天然鉱物として産出されたままの状態であってもよいし、焼成又は変成されたものも使用できる。このような粉粒体の調湿材は、例えば、バインダーと混合された混合物として断熱材９の表面に塗工され、これを乾燥固化させることによりチャンバー２の内部に配置され得る。

本実施形態の第１流路３は、相対湿度の高い高湿空気Ａが流れる第１ダクト２１、相対湿度が低い低湿空気Ｂが流れる第２ダクト２２と、これらを選択的に切り替えてチャンバー２へ供給するための切替具２３とを少なくとも含んでいる。切替具２３とチャンバー２とは、第３ダクト２４で連通されている。本実施形態では、第３ダクト２４に、チャンバー２への空気流を生成するためのファン２５が設けられている。ファン２５は、例えば、一定の風量で連続運転される。

切替具２３は、例えば、三方向ダンパー等からなり、図示しないモーター又はアクチュエータの動力により、内部の羽根２３ａを所定の位置に切り替えることができる。これにより、切替具２３は、下流側の第３ダクト２４に、高湿空気Ａ又は低湿空気Ｂのいずれかを供給することができる。特に限定されるものではないが、高湿空気Ａには、例えば、建物外部の空気、即ち、外気が好適に利用され、低湿空気Ｂには、例えば、建物の内部の空気が好適に利用される。

本実施形態の第２流路４は、チャンバー２の出口６に接続された第４ダクト２７を少なくとも含んでいる。この第４ダクト２７の下流側には、例えば、切替具２８が接続されている。切替具２８も、例えば、三方向ダンパー等からなり、図示しないモーター又はアクチュエータの動力により、内部の羽根２８ａを所定の位置に切り替えることができる。これにより、切替具２８は、チャンバー２の出口から排出された空気を、下流側の第５ダクト２９、又は、第６ダクト３０のいずれかに供給することができる。本実施形態では、第５ダクト２９は、外気に連通しており、第６ダクト３０は、建物の内部の空間（例えば、居室）に連通している。

本実施形態の調湿システム１では、第１流路３の空気の温度を検知するための第１温度センサーＳ１と、第１流路３の空気の相対湿度を検知するための第１湿度センサーＳ２と、第２流路４の空気の温度を検知するための第２温度センサーＳ３と、第２流路４の空気の相対湿度を検知するための第２湿度センサーＳ４とが設けられている。

第１温度センサーＳ１及び第１湿度センサーＳ２は、それぞれ、チャンバー２の入口５付近に設けられている。これにより、第１温度センサーＳ１及び第１湿度センサーＳ２は、第１流路３からチャンバー２に供給される空気の温度及び相対湿度に関する情報Ｔ_IN及びＲＨ_INをそれぞれ検出することができる。

同様に、第２温度センサーＳ３及び第２湿度センサーＳ４は、それぞれ、チャンバー２の出口６付近に設けられている。これにより、第２温度センサーＳ３及び第２湿度センサーＳ４は、チャンバー２から第２流路４へ排出される空気の温度及び相対湿度に関する情報Ｔ_OUT及びＲＨ_OUTをそれぞれ検出することができる。

図２に示されるように、本実施形態の調湿システム１は、さらに、制御手段４０を含んでいる。制御手段４０は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）４１と、入力ポート４３と、出力ポート４５と、作業用メモリであるＲＡＭ４６と、後述する制御手順（プログラム）等が記録されたＲＯＭ４７とを含んでいる。

本実施形態において、入力ポート４３には、例えば、少なくとも以下の情報（信号）が入力される。
・第１温度センサーＳ１からの第１流路３の空気の温度に関する情報Ｔ_IN
・第１湿度センサーＳ２からの第１流路３の空気の湿度に関する情報ＲＨ_IN
・第２温度センサーＳ３からの第２流路４の空気の温度に関する情報Ｔ_OUT
・第２湿度センサーＳ４からの第２流路４の空気の湿度に関する情報ＲＨ_OUT

本実施形態において、出力ポート４５は、例えば、少なくとも以下の情報（信号）を出力する。
・切替具２３の羽根２３ａを切り替えるための情報Ｄ1
・切替具２８の羽根２８ａを切り替えるための情報Ｄ2

図３には、以上のように構成された本実施形態の調湿システム１の制御手段による処理手順の一例が示されている。本実施形態では、例えば、準備モード制御（ＳＴ１００）、吸湿モード制御（ＳＴ２００）、及び、放湿モード制御（ＳＴ３００）が行われる。以下、順に説明する。

［準備モード制御］
準備モード制御（ＳＴ１００）は、吸湿モード制御（ＳＴ２００）、及び、放湿モード制御（ＳＴ３００）を円滑に行うために、予め定められた時間、チャンバー２に低湿空気Ｂを連続的に供給するものである。これにより、予め、調湿材１０に吸収されていた水蒸気を、実質的に完全に外部に放出させることができる。図４には、このような準備制御モード１００の一例が示されている。

図４に示されるように、準備モード制御（ＳＴ１００）において、制御手段４０は、低湿空気Ｂが、チャンバー２に供給されるように、切替具２３の羽根２３ａを切り替える制御信号を出力する（ＳＴ１０１）。

次に、制御手段４０は、チャンバー２から排出された空気が外気へと放出されるように、切替具２８の羽根２８ａを切り替える制御信号を出力する（ＳＴ１０２）。

以上の処理により、低湿空気Ｂが、第２ダクト２２、切替具２３、第３ダクト２４、ファン２５を経て、チャンバー２に供給され、その後、第４ダクト２７、切替具２８、及び、第５ダクト２９を経て外気に放出される。この際、チャンバー２の内部では、調湿材１０は、自らが吸収していた水分を、相対湿度の低い低湿空気Ｂへ放出する。

次に、制御手段４０は、ステップＳＴ１０２以降、予め定められた一定の時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ１０３）。この一定の時間は、ファン２５の風量、調湿材１０の調湿能力などを考慮し、さらには、低湿空気Ｂの相対湿度などを想定し、調湿材１０がほぼ完全に水分を放出し終えるであろう時間として予め定められる。そして、制御手段４０は、ステップ１０３の結果が肯定的になると、準備モード制御（ＳＴ１００）を終える。その後、図３の吸湿モード制御（ＳＴ２００）が行われる。

［吸湿モード制御］
吸湿モード制御（ＳＴ２００）は、チャンバー２に高湿空気Ａを連続的に供給し、準備モード制御（ＳＴ１００）によってほぼ完全に乾燥させられた調湿材１０に、水分を十分に吸収させるための制御である。また、吸湿モード制御（ＳＴ２００）では、調湿材１０の調湿能力を最大限に活用するために、調湿材１０に吸収された積算水分量と、調湿材の調湿能力とに基づいて、吸湿モードの完了を判定する。本実施形態の吸湿モード制御（ＳＴ２００）では、チャンバー２を通過した空気は、外気へと放出させている例を示すが、本発明は、このような態様に限定されるものではない。図５には、このような吸湿モード制御（ＳＴ２００）において、制御手段４０が行う処理手順の一例が示されている。

図５に示されるように、吸湿モード制御（ＳＴ２００）において、制御手段４０は、先ず、高湿空気Ａが、チャンバー２に供給されるように、切替具２３の羽根２３ａを切り替える制御信号を出力する（ＳＴ２０１：切替手段）。

次に、制御手段４０は、例えば、チャンバー２から排出された空気が外気へと放出されるように、切替具２８の羽根２８ａを切り替える制御信号を出力する（ＳＴ２０２）。

以上の処理により、図１において、高湿空気Ａが、第１ダクト２１、切替具２３、第３ダクト２４、ファン２５を経て、チャンバー２に供給され、その後、第４ダクト２７、切替具２８、及び、第５ダクト２９を経て外気に放出される。この際、チャンバー２の空間７において、調湿材１０は、相対湿度の高い高湿空気Ａと接触し、高湿空気Ａの水分を吸収することができる。

次に、制御手段４０は、ＲＯＭ４７に予め記憶されている必要なパラメータを、作業用メモリであるＲＡＭ４６に読み込む（ＳＴ２０３）。必要なパラメータとしては、例えば、次のものが挙げられる。
・調湿材１０の調湿能力（調湿材１０が吸収しうる最大の水分量の設計値）：Ｗ_SET（ｇ）
・ファン２５の単位時間当たりの風量：Ｖ（ｍ³／Δｔ）

次に、制御手段４０は、繰り返しの計算回数を示す変数ｎを定義し、それを零に初期化するともに、現在の調湿材１０に吸収されている水分量（ｇ）を表すパラメータである積算水分量Ｗ_ｎをＲＡＭ４６に定義し、その値を零にリセットする（ＳＴ２０４）。即ち、Ｗ_０＝０が定義される。

次に、制御手段４０は、各種センサーＳ１乃至Ｓ４から、次の情報（信号）をＲＡＭ４６に読み込む（ＳＴ２０５）。
チャンバー２の入口５側の空気の温度：Ｔ_IN（℃）
チャンバー２の入口５側の空気の相対湿度：ＲＨ_IN（％）
チャンバー２の出口６側の空気の温度：Ｔ_OUT（℃）
チャンバー２の出口６側の空気の相対湿度：ＲＨ_OUT（％）

次に、制御手段４０は、チャンバー２の入口５に供給された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_INと、チャンバー２の出口６から排出された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_OUTとの差ΔＷを求める（ＳＴ２０６：水分量計算手段）。

この水分量計算手段においては、先ず、制御手段４０が、先に読み込んだ空気の温度及び相対湿度に基づいて、チャンバー２の入口５に供給された単位時間当たりの空気中の水蒸気量である容積絶対湿度Ｘ_IN（ｇ／ｍ³）と、チャンバー２の出口６から排出された単位時間当たりの空気中の水蒸気量である容積絶対湿度Ｘ_OUT（ｇ／ｍ³）とをそれぞれ計算する。

次に、これらの容積絶対湿度Ｘ_IN（ｇ／ｍ³）、容積絶対湿度Ｘ_OUT（ｇ／ｍ³）及びファン２５の単位時間当たりの風量Ｖ（ｍ³）を用いて、次のように、チャンバー２の入口５に供給された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_IN（ｇ）、及び、チャンバー２の出口６から排出された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_OUT（ｇ）を求める。
Ｗ_IN ＝Ｘ_IN × Ｖ
Ｗ_OUT ＝Ｘ_OUT × Ｖ

次に、制御手段４０は、上記水分量Ｗ_IN及びＷ_OUTの差ΔＷ（ｇ）を計算する。
ΔＷ＝Ｗ_IN − Ｗ_OUT

以上の処理により、チャンバー２の入口５に供給された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_INと、チャンバー２の出口６から排出された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_OUTとの差ΔＷ（ｇ）が得られる。吸湿モード制御（ＳＴ２００）の場合、チャンバー２の入口５から供給された高湿空気Ａは、チャンバー２の空間７で調湿材１０に水分を吸収されてチャンバー２の出口６から排出される。このため、上記ステップＳＴ２０６で計算される水分量の差ΔＷ（ｇ）は、通常、正の値を持つ。

次に、制御手段４０は、上記水分量の差ΔＷを、これまでに計算された積算水分量Ｗ_ｎに積算し、最新の積算水分量Ｗ_ｎ＋１を求める（ＳＴ２０７：積算水分量計算手段）。これにより、現時点で、調湿材１０に吸収された積算水分量Ｗ_ｎ＋１が得られる。
Ｗ_ｎ＋１＝Ｗ_ｎ＋ ΔＷ（ｎ：計算回数）

次に、制御手段４０は、ステップＳＴ２０７で計算された現在の積算水分量Ｗ_ｎ＋１と、調湿材１０の調湿能力Ｗ_SETとを比較する。そして、これらの結果に基づいて、調湿材１０が吸収した積算水分量Ｗ_ｎ＋１が、調湿材１０の調湿能力Ｗ_SET以上か否か、即ち、調湿材の調湿性能（理論上の吸収可能な最大水分量）が最大限発揮されているか否かを判断している（ＳＴ２０８）。本実施形態では、ステップＳＴ２０８において、Ｗ_ｎ＋１≧Ｗ_SETを満たしているか否かが判定される。

ステップＳＴ２０８において、制御手段４０は、Ｗ_ｎ＋１≧Ｗ_SETが満たされていない（調湿材１０がさらに水分を吸収可能）と判断した場合、変数ｎに１を加え（ステップＳＴ２０９）た後、ステップＳＴ２０５以降を再度実行し、高湿空気Ａの水分を調湿材１０へ吸収させる処理を継続して行う。他方、制御手段４０は、ステップＳＴ２０８において、Ｗ_ｎ＋１≧Ｗ_SETを満たす（調湿材１０はこれ以上水分を吸収できない）と判断した場合、吸湿モード制御（ＳＴ２００）を終え、図３の放湿モード制御（ＳＴ３００）を実行する。

以上のような本実施形態の吸湿モード制御（ＳＴ２００）によれば、調湿材１０の水分吸収能力が、無駄なくかつ最大限有効に活用され得る。なお、上記実施形態では、ステップＳＴ２０８の判定条件として、Ｗ_ｎ＋１≧Ｗ_SETが定められているが、積算水分量Ｗ_ｎ＋１及び調湿材の調湿能力Ｗ_SETに基づいた判定であれば、種々の判定条件が採用できる。例えば、Ｗ_ｎ＋１が、Ｗ_SETの例えば９０％以上となった段階で、吸湿モード制御（ＳＴ３００）を終了させても良い。

［放湿モード制御］
図３に示されるように、制御手段４０は、吸湿モード制御（ＳＴ２００）を終えると、放湿モード制御（ＳＴ３００）を実行する。放湿モード制御（ＳＴ３００）は、チャンバー２に低湿空気Ｂを連続的に供給し、吸湿モード制御（ＳＴ２００）によってほぼ完全に吸湿させられた調湿材１０から水蒸気を放出させ、低湿空気Ｂの相対湿度を高めるための制御である。また、放湿モード制御（ＳＴ３００）では、調湿材１０の調湿能力を最大限に活用するために、調湿材１０から放出された積算水分量と調湿材の調湿能力とに基づいて、放湿モード制御の完了を判定している。本実施形態の放湿モード制御（ＳＴ３００）では、チャンバー２を通過することで相対湿度が高められた空気は、建物の内部に供給させる例を示しているが、本発明は、このような態様に限定されるものではない。図６には、このような放湿モード制御（ＳＴ３００）において、制御手段４０が行う処理手順の一例が示されている。

制御手段４０は、先の吸湿モード制御（ＳＴ２００）によって、Ｗ_ｎ＋１≧Ｗ_SETを満たすと判断した場合に、この放湿制御モード（ＳＴ３００）を実行する。放湿制御モード（ＳＴ３００）において、制御手段４０は、先ず、低湿空気Ｂがチャンバー２の入口５に供給されるように、切替具２３の羽根２３ａを切り替える制御信号を出力する（ＳＴ３０１：切替手段）。

次に、制御手段４０は、例えば、チャンバー２から排出された空気が建物の内部に供給されるように、切替具２８の羽根２８ａを切り替える制御信号を出力する（ＳＴ３０２）。

以上の処理により、図１において、建物内部の低湿空気Ｂが、第２ダクト２２、切替具２３、第３ダクト２４、ファン２５を経て、チャンバー２に供給され、その後、第４ダクト２７、切替具２８、及び、第６ダクト３０を経て、再び建物の内部に供給される。この際、チャンバー２の空間７では、調湿材１０は、相対湿度の低い低湿空気Ｂと接触し、自らが保持している水蒸気を放出する。

次に、制御手段４０は、ＲＯＭ４７に予め記憶されている必要なパラメータを、作業用メモリであるＲＡＭ４６に読み込む（ＳＴ３０３）。必要なパラメータとしては、吸湿モード制御（ＳＴ２００）の場合と同様、チャンバー２内の調湿材１０の調湿能力Ｗ_SET（ｇ）及びファン２５の単位時間当たりの風量：Ｖ（ｍ³／Δｔ）が挙げられる。

次に、制御手段４０は、繰り返しの計算回数を示す変数ｎを定義し、それを零に初期化するとともに、調湿材１０が放出した水蒸気の量（ｇ）を表すパラメータである積算水分量Ｗ_ｎをＲＡＭ４６に定義し、その値を零にリセットする（ＳＴ３０４）。即ち、Ｗ_０＝０が定義される。

次に、制御手段４０は、各種センサーＳ１乃至Ｓ４から、次の情報をＲＡＭ４６に読み込む（ＳＴ３０５）。
チャンバー２の入口５側の空気の温度：Ｔ_IN（℃）
チャンバー２の入口５側の空気の相対湿度：ＲＨ_IN（％）
チャンバー２の出口６側の空気の温度：Ｔ_OUT（℃）
チャンバー２の出口６側の空気の相対湿度：ＲＨ_OUT（％）

次に、制御手段４０は、チャンバー２の入口５に供給された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_INと、チャンバー２の出口６から排出された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_OUTとの差ΔＷ（ｇ）を求める（ＳＴ３０６：水分量計算手段）。この水分量計算手段の処理は、吸湿モード制御（ＳＴ２００）で説明された処理（ＳＴ２０６）と同一である。従って、ここでの説明は省略される。

以上の処理により、チャンバー２の入口５に供給された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_INと、チャンバー２の出口６から排出された単位時間当たりの空気中の水分量Ｗ_OUTとの差ΔＷ（ｇ）が得られる。放湿モード制御（ＳＴ３００）の場合、チャンバー２の入口５から供給された低湿空気Ｂは、チャンバー２の空間７で調湿材１０が放出した水蒸気と混合されてチャンバー２の出口６から排出される。このため、上記ステップＳＴ３０６で計算される水分量の差ΔＷ（ｇ）は、通常、負の値を持つ。

次に、制御手段４０は、下式のように、上記水分量の差ΔＷを、これまでに計算された積算水分量Ｗ_ｎに積算し、最新の積算水分量を求める（ＳＴ３０７：積算水分量計算手段）。これにより、現時点で、調湿材１０から放出された積算水分量（Ｗ_ｎ＋１と表記する）が得られる。
Ｗ_ｎ＋１＝Ｗ_ｎ＋ ΔＷ（ｎ：計算回数）

次に、制御手段４０は、ステップＳＴ３０７で計算された積算水分量Ｗ_ｎ＋１と、調湿材１０の調湿能力Ｗ_SETとを比較する。そして、これらの結果に基づいて、調湿材１０が放出した積算水分量Ｗ_ｎ＋１が、調湿材１０の調湿能力Ｗ_SET以上か否か、即ち、調湿材の調湿性能（理論上の吸収可能な最大水分量）が最大限発揮されているか否かを判断している（ＳＴ３０８）。本実施形態では、ステップＳＴ３０８において、Ｗ_ｎ＋１≦−Ｗ_SETを満たしているか否かが判定される。

ステップＳＴ３０８において、制御手段４０は、Ｗ_ｎ＋１≦−Ｗ_SETが満たされていない（調湿材１０に水分がまだ残存している）と判断した場合、変数ｎに１を加え（ステップＳＴ３０９）た後、ステップＳＴ３０５以降を再度実行し、調湿材１０から低湿空気Ｂへ水蒸気を放出させる処理を継続して行う。他方、制御手段４０は、ステップＳＴ３０８において、Ｗ_ｎ＋１≦−Ｗ_SETを満たすと判断した場合（調湿材１０の水分が完全に放出されたと判断した場合）、放湿モード制御（ＳＴ３００）を終え、図３の吸湿モード制御（ＳＴ２００）を再び実行する。以後、吸湿モード制御（ＳＴ２００）と、放湿モード制御（ＳＴ３００）とが交互に繰り返される。

以上のような本実施形態の放湿モード制御３００によれば、調湿材１０に蓄えられた水分を無駄なく有効に活用することができる。なお、上記実施形態では、ステップＳＴ３０８の判定条件として、Ｗ_ｎ＋１≦−Ｗ_SETが定められているが、積算水分量Ｗ_ｎ＋１及び調湿材の調湿能力Ｗ_SETに基づいた判定であれば、種々の判定条件が採用できる。例えば、Ｗ_ｎ＋１が、Ｗ_SETの例えば９０％以上となった段階で、吸湿モード制御（ＳＴ３００）を終了させても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態が説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施することができる。

１調湿システム
２チャンバー
３第１流路
４第２流路
５チャンバーの入口
６チャンバーの出口
４０制御手段

Claims

調湿システムであって、
入口と出口とを有し、かつ、内部に調湿材が配されたチャンバーと、
前記チャンバーの前記入口に、切替具を介して、除湿対象空気又は加湿対象空気を供給する第１流路と、
前記チャンバーの前記出口に接続された第２流路と、
制御手段とを含み、
前記制御手段は、
前記第１流路から前記チャンバーの前記入口に供給された単位時間当たりの空気中の水分量と前記チャンバーの前記出口から前記第２流路に排出された単位時間当たりの空気中の水分量との差を求める水分量計算手段と、
前記差を積算して、前記調湿材に吸収された積算水分量又は前記調湿材から放出された積算水分量を求める積算水分量計算手段と、
前記積算水分量と前記調湿材の調湿能力とに基づいて、前記切替具を切り替える切替手段とを含み、
前記第１流路に前記除湿対象空気を供給して前記調湿材に水分を吸収させる吸湿モード制御において、
前記切替手段は、前記調湿材に吸収された積算水分量が、前記調湿材が吸湿可能な水分量の９０％となったときに、前記加湿対象空気が前記チャンバーに供給されるように前記切替具を切り替えることを特徴とする調湿システム。
前記調湿システムは、さらに、
前記第１流路の空気の温度を検知するための第１温度センサーと、
前記第１流路の空気の湿度を検知するための第１湿度センサーと、
前記第２流路の空気の温度を検知するための第２温度センサーと、
前記第２流路の空気の湿度を検知するための第２湿度センサーとを含み、
前記水分量計算手段は、前記第１温度センサーの出力、前記第１湿度センサーの出力及び前記第１流路の風量に基づいて、前記第１流路の空気中の水分量を計算するとともに、
前記第２温度センサーの出力、前記第２湿度センサーの出力及び前記風量に基づいて、前記第２流路の空気中の水分量を計算する請求項１記載の調湿システム。
前記第１流路に前記加湿対象空気を供給して前記調湿材から水分を放出させる放湿モード制御において、
前記切替手段は、前記調湿材から放出された積算水分量が、前記調湿材が放湿可能な水分量以上となったときに、前記除湿対象空気が前記チャンバーに供給されるように前記切替具を切り替える請求項１又は２記載の調湿システム。
前記チャンバーは、空間を区画するケース部と、前記ケース部の内側に配された断熱材と、前記断熱材の内側に配された前記調湿材とを含む請求項１乃至３のいずれかに記載の調湿システム。