JP6518176B2

JP6518176B2 - 調湿システム

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Publication number: JP6518176B2
Application number: JP2015192716A
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: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP2017067365A

Description

本発明は、調湿システムに関し、例えば、冬期において、連続的に居室を加湿することができる調湿システムに関する。

従来、建物の居室の壁面に、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、居室の空気の相対湿度が高い場合、その水蒸気を吸収することができる。また、居室の空気の相対湿度が低い場合、調湿パネルに含まれる水蒸気が、空気中に放出される。従って、調湿パネルは、居室の空気を調湿することができる。

特開２００４−７６４９４号公報

しかしながら、上述のような調湿パネルは、居室の空気の相対湿度に応じて、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る。例えば、居室の空気の相対湿度が低下した場合、調湿パネルは、自らが保持している水蒸気を空気中に放出するが、全ての水蒸気を放出した後は、居室をさらに加湿することはできない。従って、特に冬場において、連続的に居室を加湿するシステムが望まれていた。

連続的に加湿された空気を得るために、同じ仕様の第１調湿チャンバー及び第２調湿チャンバーを並列して使用するシステムが考えられる。このシステムでは、第１調湿チャンバーに、例えば、相対湿度の高い外気が供給され、その水蒸気を調湿材に吸着させる吸湿モードが行われる。その間、第２調湿チャンバーには、例えば、相対湿度の低い暖房された空気が供給され、調湿材から水蒸気を放出させて暖房空気を加湿する放湿モードが行われる。この第２調湿チャンバーで加湿された空気が、居室に供給される。

次に、第２調湿チャンバーの調湿材の放湿が終える頃合いを見計らって、今度は、第１調湿チャンバーに、相対湿度の低い暖房された空気を供給し、第１調湿チャンバーから加湿された空気を取り出すとともに、第２調湿チャンバーに、相対湿度の高い外気を供給して吸湿させる。

以上のような運転動作を連続的に行うことにより、第１調湿チャンバー及び第２調湿チャンバーは、それぞれ、吸湿及び放湿のサイクルを繰り返し、いずれか一方のチャンバーから常に加湿された暖房空気を得ることができる。

しかしながら、発明者らの種々の実験の結果、一般に、吸湿速度は、放湿速度よりも小さいことが判明した。このため、各チャンバーに、上述の吸湿及び放湿のサイクルを効率的に行わしめるためには、調湿材を吸湿させる場合と放湿させる場合とにおいて、最適な風量を供給する必要がある。

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しうるとともに、調湿材の吸湿能力及び放湿能力を最大限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、加湿された空気を居室に供給するための調湿システムであって、内部に調湿材が収容された第１チャンバーと、内部に調湿材が収容されしかも前記第１チャンバーと実質的に同一仕様を有する第２チャンバーと、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーに相対湿度の高い空気を供給する第１空気供給路と、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーに相対湿度の低い空気を供給する第２空気供給路と、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを通過した空気を居室に供給する換気路と、前記第１空気供給路、前記第２空気供給路及び前記換気路を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記第１空気供給路を制御して、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーの一方に前記相対湿度の高い空気を供給し、そのチャンバーの前記調湿材に空気中の水蒸気を吸着させる吸湿モードと、前記第２空気供給路を制御して、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーの他方に前記相対湿度の低い空気を供給し、そのチャンバーの前記調湿材が保持する水蒸気を前記空気中に放出させる放湿モードとを、並列して行わせるものであり、しかも、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーのそれぞれにおいて、前記吸湿モードと前記放湿モードとが交互に繰り返されて、加湿された空気が実質的に連続して前記居室に供給されるとともに、前記吸湿モード時の風量が前記放湿モード時の風量よりも大きいことを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーのそれぞれにおいて、前記吸湿モードでの前記調湿材の水蒸気の吸着量と、前記放湿モードでの前記調湿材の水蒸気の放出量との差が１０％以下とされても良い。

本発明の他の態様では、前記調湿材は、温度依存性を有しても良い。

本発明の他の態様では、前記第１空気供給路の風量が、前記第２空気供給路の風量の１．５±０．２倍とされても良い。

本発明の他の態様では、前記第１空気供給路には、外気が供給され、前記第２空気供給路には、前記居室の空気と外気との混合気を空気調和機で暖めた空気が供給されても良い。

本発明の調湿システムによれば、第１チャンバー及び第２チャンバーの一方に相対湿度の高い空気を供給し、そのチャンバーの調湿材に空気中の水蒸気を吸着させる吸湿モードと、第１チャンバー及び第２チャンバーの他方に相対湿度の低い空気を供給し、そのチャンバーの調湿材が保持する水蒸気を前記空気中に放出させる放湿モードとが、並列して行われる。そして、第１チャンバー及び第２チャンバーのそれぞれにおいて、吸湿モードと放湿モードとを交互に繰り返して、加湿された換気空気を実質的に連続して取り出すことができ、これを居室に供給することができる。従って、居室の連続的な加湿が可能になる。

また、本発明によれば、各チャンバーにおいて、前記吸湿モード時の風量が前記放湿モード時の風量よりも大きく設定されている。一般に、調湿材の吸湿速度は、放湿速度よりも小さいので、上述のように、風量を制御することにより、各チャンバーの調湿材への吸湿量と放湿量とをバランスさせて、吸湿及び放湿のサイクルを効率的に行わしめることができる。従って、本発明によれば、調湿材の吸湿能力及び放湿能力を最大限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ができる。

本発明の実施形態に係る調湿システムを利用した住宅の側面図である。本実施形態の第１チャンバーの斜視図である。本実施形態の第２チャンバーの斜視図である。第１チャンバーの縦断面図である。図４のＡ−Ａ断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、図５の要部拡大図である。図５のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態の調湿システムの動作の一例を示すフローチャートである。調湿材の平衡含水率と相対湿度との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づき詳細に説明される。なお、各図面は、発明の内容の理解を高めるためのものであり、誇張された表示が含まれる他、各図面間において、縮尺等は厳密に一致していない点が予め指摘される。

図１は、本実施形態に係る調湿システム１００を換気システムに利用した住宅２０の一例を概念的に示す側面図である。より具体的には、この調湿システム１００は、冬期において、住宅２０の居室２５を換気しながら、空調及び加湿しうるものである。

本実施形態の調湿システム１００では、調湿チャンバー１として、実質的に同一仕様を有する第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂが並列的に用いられている。即ち、本実施形態では、調湿チャンバー１として、形状、容積、調湿能力が互いに同一である第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂが用いられている。以下、代表的に、第１チャンバー１Ａの一例が説明されるが、第２チャンバー１Ｂも同様の構造を具えている点が指摘される。

図２には、第１チャンバー１Ａの斜視図、図３には、第２チャンバー１Ｂの斜視図がそれぞれ示されている。図２及び図３に示されるように、各チャンバー１Ａ及び１Ｂは、内部に空間２を区画するケーシング３と、ケーシング３内の空間に位置する調湿材（点状に図示されている）４とを含んでいる。

本実施形態において、ケーシング３は、例えば、ほぼ直方体形状の空間２を区画しており、その一端側に空気が供給される入口５が形成される一方、その他端側には空気が排出される出口６が形成されている。本実施形態において、各チャンバー１Ａ及び１Ｂには、下面側に２つの入口５が、上面側には２つの出口６がそれぞれ設けられている。これにより、ケーシング３は、空間２の内部において、入口５から出口６に向かう空気流れを提供することができる。本実施形態において、ケーシング３の空間２には、入口５から出口６に向かう上下方向の空気流れが提供される。

ケーシング３の形状については、内部に空間を区画しうるものであれば、任意の形状が採用され得る。好ましい態様では、ケーシング３は、空間２側の内層３ａと、その外側の外層３ｂとを含む多層構造を具えている。内層３ａは、例えば、断熱材料で構成される。これにより、ケーシング３の内部の空間２が外部と断熱され、ひいては、内部の空気の温度（ひいては、相対湿度）の低下を最小限に抑えることができる。これは、調湿材４に安定した吸湿機能又は放湿機能を発揮させるのに有効である。

調湿材４は、例えば、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。これらの調湿材４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。本実施形態では、調湿材４として、ゼオライト系の多孔質材料が用いられている。

本実施形態の調湿材４は、粒状体で用いられている。調湿材４の粒径は、特に限定されるものではないが、過度に大きくなると、強度等や加工性が悪化するおそれがあるので、例えば、２mm以下、より好ましくは１mm以下であるのが望ましい。

図２及び図３に示されるように、本実施形態の調湿材４は、シート材７の少なくとも表面に配されている。シート材７は、粉粒体状の調湿材４を表面に保持しうるものであれば、あらゆる材料のものが採用できる。好ましい態様では、シート材７は、パルプ繊維からなる紙材、不織布や織布といった布材、さらには、樹脂等のバインダーによって成形されたシート体などが好適に採用できる。

本実施形態のシート材７は、パルプ繊維と粉粒体の調湿材４との混合材料を抄いた混抄紙が用いられている。これにより、調湿材４は、シート材７の両方の表面のみならず、その内部にも多数配置され得る。また、シート材７として、布材や樹脂材料が用いられる場合、接着材やバインダーなどを用いて、それらの表面に調湿材４を付着させることができる。

図４には、本実施形態の第１チャンバー１Ａの一実施形態の縦断面図が示されている。図５には、図４のＡ−Ａ断面図が示されている。図４及び図５に示されるように、調湿材４が配されたシート材７は、その表面が、ケーシング３内の空気流れに沿うようにケーシング３内に間隔をあけて複数配置されている。即ち、シート材７の表面は、ケーシング３内の上下方向に沿って配置されており、かつ、シート材７の平面と直角な方向に間隔をあけて複数配置されている。

以上のように構成された第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂは、ケーシング３の入口５に、除湿対象空気（例えば、冬期では、低温の外気のように相対湿度の高い空気）を供給することで、調湿材４に空気中の水蒸気を吸着させることができ、ケーシング３の出口６から放湿した空気を取り出すことができる（以下、「吸湿モード」という。）。逆に、第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂは、ケーシング３の入口５に、加湿対象空気（例えば、冬期では、暖房空調された空気のように相対湿度の低い空気）を供給することで、調湿材４は、その空気中に水蒸気を放出し、ケーシング３の出口６から加湿された空気を取り出すことができる（以下、「放湿モード」という。）。

また、本実施形態の第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂに配された調湿材４は、複数のシート材７の表面に配されているため、ケーシング３内の空気との接触機会を高め、湿気交換面積を増大させ得る。従って、本実施形態の第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂは、調湿材４の吸湿能力及び放湿能力を最大限に高めることができる。

さらに、発明者らの種々の実験の結果、調湿材４の吸放湿速度は、それを保持する担体（シート材７）の熱容量の影響を受け、一般に、前記熱容量が小さいほど、吸放湿速度が向上することが判明している。この点に関し、調湿材４を保持しているシート材７は、厚さが小さいため、熱容量も小さく構成されるので、本実施形態の第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂでは、調湿材４の吸放湿速度を高めることもできる。

図５に良く表されているように、シート材７は、例えば、第１シート材７ａと、第２シート材７ｂとを含んでいる。

第１シート材７ａは、両側の表面がケーシング３の空間２に面している。空間２に面するとは、空間２の空気と実質的に接触するように配置されていることを意味する。一方、第２シート材７ｂは、一方の表面のみがケーシング３の空間２に面し、かつ、他方の表面は、ケーシング３の内面３ｉ（即ち、本実施形態では、内層３ａの内面）と接し、空間２の空気と実質的に接触していない。

図６（Ａ）には、図５の第１シート材７ａの要部拡大図が示されている。第１シート材７ａは、前記空気流れと直角な横断面において、空間２をのびる本体部１０と、ケーシング３の内面３ｉに沿うように本体部１０から折れ曲げられてケーシング３に固着された端部分１１とを含んでいる。このような第１シート材７ａは、本体部１０の長手方向に沿った面と、本体部１０と直交する面（端部分１１の表面）の双方に、調湿材４を配置することができる。従って、ケーシング３の内面に、より効率的に調湿材４を配置することができる。

また、第１シート材７ａの本体部１０は、ケーシング３の内層３ａに接触していないので、そこに保持されている調湿材４の吸放湿速度を効果的に高めることができる。従って、このような位置には、より多くの調湿材４を配置することが望ましい。

一方、図６（Ｂ）には、図５の第２シート材７ｂの要部拡大図が示される。第２シート材７ｂは、他方の表面は、ケーシング３の断熱材からなる内層３ａの内面３ｉと接触している。このため、第２シート材７ｂは、ケーシング３によって保持されるので、その調湿材４の吸放湿速度が低下する。このような位置には、相対的に少ない調湿材４を配置することが望ましい。

このような観点より、本実施形態の第１シート材７ａは、図６（Ａ）に示されるように、厚さｔの調湿材付きの単位シート材１２を複数枚（この例では２枚）積層して形成されている一方、本実施形態の第２シート材７ｂは、図６（Ｂ）に示されるように、厚さｔの単位シート材１２が、第１シート材７ａよりも少ない枚数用いられて形成されている。本実施形態では、第２シート材７ｂは、単位シート材１２の１枚で形成されている。各単位シート材１２は、それぞれ実質的に同じ調湿材の配置量（質量）を有するように構成されている。従って、本実施形態の第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂにおいては、第２シート材７ｂの調湿材配置量（質量）は、第１シート材７ａの調湿材配置量（質量）よりも小さく、それらの比は約１：２とされている。

単位シート材１２の厚さｔは、特に限定されないが、極力小さいことが望ましい。これにより、調湿材４の吸放湿性能を高めながら、より多くの単位シート材１２、ひいては調湿材４をケーシング３の空間２の中に配置することができる。一方、単位シート材の厚さｔが小さすぎると、強度や耐久性が低下するおそれがある。このような観点より、前記厚さｔは、好ましくは０．５〜２．０mm程度が望ましい。

図７には、図５のＢ−Ｂ断面図が示されている。図７に示されるように、シート材７は、入口５側の端部１５及び出口６側の端部１６が、それぞれ、入口５及び出口６から、空気流れに沿って距離Ｌを隔てた位置に設けられている。このような構成により、入口５から供給された空気は、各シート材７の間の空隙に満遍なく供給され、かつ、出口６から取り出すことができ、広い範囲で吸放湿作用を保証することができる。好ましい態様では、前記距離Ｌは、５０〜２００mm程度が好適である。

図１に戻ると、第１チャンバー１Ａの一方の入口５には、第１空気供給路２１を介して、相対湿度の高い空気が供給される。一般に、冬期では、外気は、居室２５内の空気よりも温度が低く、ひいては相対湿度が高い。従って、本実施形態では、第１空気供給路２１は、冬期において相対湿度の高い外気を第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂに供給して吸湿モードを実行させる。第１空気供給路２１は、例えば、一端側が、住宅２０の基礎２６に設けられた基礎換気口２８を通じて外気と連通している。

また、第１空気供給路２１は、その途中に、切替ダンパー３０によって、いずれかに択一的に切り替えられる第１分岐路２１Ａ及び第２分岐路２１Ｂを含んでいる。本実施形態では、第１空気供給路２１の第１分岐路２１Ａが第１チャンバー１Ａの一方の入口５に、第１空気供給路２１の第２分岐路２１Ｂが第２チャンバー１Ｂの一方の入口５にそれぞれ接続されている。従って、第１空気供給路２１は、切替ダンパー３０を切替制御することにより、第１チャンバー１Ａ又は第２チャンバーのいずれか一方にのみ外気を供給し、吸湿モードで運転させることができる。

第１チャンバー１Ａのもう一方の入口５には、第２空気供給路２２を介して、相対湿度の低い空気が供給される。本実施形態では、第２空気供給路２２は、居室２５を空調（暖房）しながら換気するための空気を第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂに搬送するための流路として構成され、例えば、一端側が、熱源チャンバー４０に接続されている。

熱源チャンバー４０は、内部に断熱された空間を区画するケーシングを具えており、その内部には空気調和機の室内機５０が配置されている。熱源チャンバー４０には、室内機５０の空気吸込口側に、基礎換気口２８から床下空間に導入された外気が取り込まれる第１入口４０ａと、居室２５の換気出口２５ｂから居室２５の空気（内気）を導入する第２入口４０ｂとがそれぞれ設けられている。また、熱源チャンバー４０には、室内機５０の空気吹出口側に、室内機５０で熱交換された空気が吹き出される出口４０ｃが設けられている。この出口４０ｃには、第２空気供給路２２の一端が接続されている。なお、熱源チャンバー４０内で、室内機５０の空気吸込口と空気吹出口とは、互いの空気が混合しないように隔てられている。

従って、空気調和機を運転することにより、熱源チャンバー４０内の室内機５０は、新鮮な外気と居室２５の空気との混合気を所望の温度に高め（相対湿度を低下させ）、換気用の空気として、出口４０ｃから排出することができる。なお、本実施形態では、外気として、基礎換気口２８から床下空間に導入され、この床下空間で、一旦、地熱と熱交換されたものが利用されているが、ダクト等で直接導かれたものが利用されても良く、外気として種々のものが採用できる。

第２空気供給路２２は、その途中に、切替ダンパー３２によって、いずれかに択一的に切り替えられる第１分岐路２２Ａ及び第２分岐路２２Ｂを含んでいる。本実施形態では、第２空気供給路２２の第１分岐路２２Ａが第１チャンバー１Ａのもう一つの入口５に、第２空気供給路２２の第２分岐路２２Ｂが第２チャンバー１Ｂのもう一つの入口５にそれぞれ接続されている。従って、第２空気供給路２２は、切替ダンパー３２を切替制御することにより、第１チャンバー１Ａ又は第２チャンバー１Ｂのいずれか一方にのみ、熱源チャンバー４０内で生成された暖められた相対湿度の低い換気空気を供給し、放湿モードで運転させることができる。これにより、換気空気が供給された第１チャンバー１Ａ又は第２チャンバー１Ｂの出口６からは、調湿材４から水蒸気を受け取って加湿された換気空気を取り出すことができる。

第１チャンバー１Ａの一方の出口６には、排気路２３が接続されている。排気路２３は、第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂを通った空気を住宅２０の外部に排出するための流路であって、例えば、一端側が、住宅２０の小屋裏又は軒天井等を通して外気と連通している。

また、排気路２３は、その途中に、切替ダンパー３４によって、いずれかに択一的に切り替えられる第１分岐路２３Ａ及び第２分岐路２３Ｂを含んでいる。本実施形態では、排気路２３の第１分岐路２３Ａが第１チャンバー１Ａの一方の出口６に、排気路２３の第２分岐路２３Ｂが第２チャンバー１Ｂの一方の出口６にそれぞれ接続されている。さらに、排気路２３には、第１分岐路２３Ａ及び第２分岐路２３Ｂを負圧にするための排気用のファン３５が設けられている。

排気路２３は、切替ダンパー３４を切替制御されることにより、第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂのいずれか一方の空気を住宅２０の外部に排出することができる。本実施形態では、吸湿モードで運転中のチャンバーにのみ、排気路２３が接続されるように、切替ダンパー３４が制御される。これにより、チャンバー内の調湿材４に水蒸気を奪われ、相対湿度の低下した空気が住宅２０の外気へと排出される。

第１チャンバー１Ａのもう一方の出口６には、換気路２４の一端が接続されている。換気路２４は、第１チャンバー１Ａ又は第２チャンバー１Ｂを通った空気を住宅２０の居室２５に供給するための流路である。換気路２４の他端は居室２５の換気入口２５ａに連通している。また、換気路２４は、その途中に、切替ダンパー３６によって、いずれかに択一的に切り替えられる第１分岐路２４Ａ及び第２分岐路２４Ｂを含んでいる。

本実施形態では、換気路２４の第１分岐路２４Ａが第１チャンバー１Ａのもう一つの出口６に、換気路２４の第２分岐路２４Ｂが第２チャンバー１Ｂのもう一つの出口６にそれぞれ接続されている。本実施形態では、換気路２４の切替ダンパー３６は、放湿モードで運転されている第１チャンバー１Ａ又は第２チャンバー１Ｂが、居室２５に連通するように、切替制御される。

上記した切替ダンパー３０、３２、３４及び３６、ファン３５及び空気調和機は、図示しない制御装置によって、予め定められた処理手順で切替え制御される。

以上のように構成された換気システムの運転フローは、図８のフローチャートで示されている。

制御装置は、先ず、計時を開始した後（ステップＳ１）、第１チャンバー１Ａを放湿モードに切り替える（ステップＳ２）。これにより、第１チャンバー１Ａで加湿された換気空気が居室２５へと供給される。

第１チャンバー１Ａの放湿モード時、制御装置は、切替ダンパー３２の切替により、第２空気供給路２２の第１分岐路２２Ａと第１チャンバー１Ａの入口５とを連通させる。また、制御装置は、切替ダンパー３６の切替により、換気路２４の第１分岐路２４Ａと、第１チャンバー１Ａの出口６とを連通させる。これにより、熱源チャンバー４０で空調された換気空気は、第２空気供給路２２を通り、第１チャンバー１Ａの調湿材４で加湿され、換気路２４を経て居室２５へと供給される。この際、制御装置は、例えば、居室２５の換気入口２５ａに設けたダンパー３３を制御することで、第１チャンバー１Ａを通過する風量を「風量Ａ」に設定する。これにより、放湿モードは、風量Ａで行われる。

次に、制御装置は、第２チャンバー１Ｂを吸湿モードに切り替える（ステップＳ３）。これにより、第２チャンバー１Ｂの調湿材４に、外気の水蒸気を吸収させることができる。

第２チャンバー１Ｂの吸湿モード時、制御装置は、切替ダンパー３０の切替により、第１空気供給路２１の第２分岐路２１Ｂと第２チャンバー１Ｂの入口５とを連通させる。また、制御装置は、切替ダンパー３４の切替により、排気路２３の第２分岐路２３Ｂと、第２チャンバー１Ｂの出口６とを連通させる。これにより、相対湿度の高い外気は、第１空気供給路２１を通り、第２チャンバー１Ｂの調湿材４で吸湿され、排気路２３を経て住宅２０の外部に排出される。この際、制御装置は、例えば、排気用のファン３５を制御することで、第１空気供給路２１の風量を「風量Ｂ」に設定する。これにより、吸湿モードは、風量Ｂで行われる。この風量Ｂは、放湿モードの風量Ａよりも大きく設定される。

上述のように、調湿材４の吸湿速度は、その放湿速度よりも小さい傾向がある。その原因の一つとして、本実施形態で用いられているようなゼオライト系の調湿材が有する温度依存性が挙げられる。図９には、ゼオライト系の調湿材の一般的な平衡含水率と空気の相対湿度との関係を示すグラフの一例が示される。このように、調湿材４は、周囲の空気の相対湿度（温度）によって、異なる吸放湿性能を示す。そして、調湿材４の吸湿モードと放湿モードとでは、供給される空気の温度が異なっており、その空気温度の違いが吸湿速度と放湿速度との差に影響していると考えられる。

従って、本発明のように、吸湿モード時の風量Ｂを、放湿モード時の風量Ａよりも大きく設定することにより、例えば、放湿モードにある第１チャンバー１Ａの調湿材４の放湿量と、吸湿モードにある第２チャンバー１Ｂの調湿材４の吸湿量とをバランス乃至実質的に一致させることができ、ひいては、各々の調湿材４の吸放湿能力を最大限に活用することが可能になる。

好ましい態様では、第１チャンバー１Ａ及び第２チャンバー１Ｂのそれぞれにおいて、吸湿モードでの調湿材４の水蒸気の吸湿量と、放湿モードでの調湿材４の水蒸気の放出量との差が１０％以下、好ましくは７％以下となるように、前記風量の比Ｂ／Ａを調節することが望ましい。この比は、使用する調湿材４の吸湿速度及び放湿速度の比に基づいて、適宜決定することができる。本実施形態では、調湿材４の吸湿速度が放湿速度の約２／３であるため、放湿モード時の風量Ｂが、吸湿モード時の風量Ａの１．５±０．２倍、好ましくは１．５±０．１倍に設定される。

次に、制御装置は、予め定められた時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ４）、結果が否定的である場合（ステップＳ４でＮ）、ステップＳ２及びＳ３をループする。従って、予め定められた時間が経過するまで、第１チャンバー１Ａは、放湿モードで運転される一方、第２チャンバー１Ｂは、吸湿モードで運転される。上記「時間」は、任意に設定しうるが、例えば、各チャンバー１Ａ及び１Ｂの調湿材４の吸放湿性能及び通過風量等とに基づいて、調湿材４が完全に放湿を終えるまでのぎりぎりの時間として設定することができる。

次に、ステップＳ４の結果が肯定的である場合（ステップＳ４でＹ）、制御装置は、これまでの計時をリセットし、新たな計時を開始する（ステップＳ６）。

次に、制御装置は、第１チャンバー１Ａを吸湿モードに切り替える（ステップＳ７）。これにより、第１チャンバー１Ａの調湿材４に、外気の水蒸気を吸収させることができる。

第１チャンバー１Ａの吸湿モード時、制御装置は、切替ダンパー３０の切替により、第１空気供給路２１の第１分岐路２１Ａと第１チャンバー１Ａの入口５とを連通させる。また、制御装置は、切替ダンパー３４の切替により、排気路２３の第１分岐路２４Ａと、第１チャンバー１Ａの出口６とを連通させる。これにより、相対湿度の高い外気は、第１空気供給路２１を通り、第１チャンバー１Ａの調湿材４で吸湿され、排気路２３を経て住宅２０の外部に排出される。なお、第１空気供給路２１の風量は、先に調節された風量Ｂに維持されており、第１チャンバー１Ａの吸湿モードも風量Ｂで行われる。

次に、制御装置は、第２チャンバー１Ｂを放湿モードに切り替える（ステップＳ８）。これにより、今度は、第２チャンバー１Ｂで加湿された換気空気が居室２５へと供給される。

第１チャンバー１Ａの放湿モード時、制御装置は、切替ダンパー３２の切替により、第２空気供給路２２の第２分岐路２２Ｂと第２チャンバー１Ｂの入口５とを連通させる。また、制御装置は、切替ダンパー３６の切替により、換気路２４の第２分岐路２４Ｂと、第２チャンバー１Ｂの出口６とを連通させる。これにより、熱源チャンバー４０で空調された換気空気は、第２空気供給路２２を通り、第２チャンバー１Ｂの調湿材４で加湿され、換気路２４を経て居室２５へと供給される。なお、第２空気供給路２２の風量は、先に調節された風量Ａに維持されており、第２チャンバー１Ｂの放湿モードも風量Ａで行われる。

次に、制御装置は、予め定められた前記時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ９）、結果が否定的である場合（ステップＳ９でＮ）、ステップＳ７及びＳ８をループする。従って、予め定められた時間が経過するまで、第２チャンバー１Ｂは、放湿モードで運転される一方、第１チャンバー１Ａは、吸湿モードで運転される。次に、ステップＳ９の結果が肯定的である場合（ステップＳ９でＹ）、制御装置は、これまでの計時をリセットし（ステップＳ１０）、新たな計時を開始する（ステップＳ１）。以後、ステップＳ２以降が繰り返される。

以上述べたように、本実施形態では、第１チャンバー１Ａと第２チャンバー１Ｂとは、常に、異なる運転モードとされる。従って、第１チャンバー１Ａが放湿モードで運転されている間、第２チャンバー１Ｂは吸湿モードで運転され、第１チャンバー１Ａが吸湿モードで運転されている間、第２チャンバー１Ｂは放湿モードで運転される。従って、本実施形態のシステムでは、第１チャンバー１Ａ又は第２チャンバー１Ｂの放湿モードを交互に利用することで、加湿された空気を実質的に連続して取り出し、居室２５に供給することができる。

しかも、本実施形態では、吸湿モード時の風量Ｂを、放湿モード時の風量Ａよりも大きく設定することにより、例えば、放湿モードにある第１チャンバー１Ａの調湿材４の放湿量と、吸湿モードにある第２チャンバー１Ｂの調湿材４の吸湿量とをバランス乃至実質的に一致させることができ、ひいては、各々の調湿材４の吸放湿能力を最大限に活用することが可能になる。

従って、本実施形態の調湿システム１００を用いた換気システムによれば、居室２５に、空調及び加湿された外気を連続的に、かつ、効率よく、供給することができる。

調湿チャンバーを２．５ｍ×０．４５ｍ×０．１５ｍの直方体形状で試作した。各チャンバーには、合計１．８kgのゼオライト系の調湿材を３．６ｍ²の配置面積で配置した。そして、吸湿モード時の吸湿量と、放湿モード時の放湿量とが測定された。吸湿モードでは、温度５℃、絶対湿度４．５ｇ／kg’の外気が調湿チャンバーに供給された。放湿モードでは、外気を空気調和機で暖めた温度３５℃、絶対湿度４．５ｇ／kg’の空気が調湿チャンバーに供給された。そして、放湿モード及び吸湿モードの風量を違えて、調湿材の吸放湿量が測定された。テストの結果は、表１に示されている。

テストの結果、吸湿モード時の風量が、放湿モード時の風量よりも大きい場合に、お互いの吸放湿量が近似していることが確認できた。

１調湿チャンバー
１Ａ第１チャンバー
１Ｂ第２チャンバー
４調湿材
２０住宅
２１第１空気供給路
２２第２空気供給路
２４換気路
２５居室
１００調湿システム

Claims

加湿された空気を居室に供給するための調湿システムであって、
内部に調湿材が収容された第１チャンバーと、
内部に調湿材が収容されしかも前記第１チャンバーと実質的に同一仕様を有する第２チャンバーと、
前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーに除湿対象空気を供給する第１空気供給路と、
前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーに加湿対象空気を供給する第２空気供給路と、
前記第１チャンバー又は前記第２チャンバーを通過した空気を居室に供給する換気路と、
前記第１空気供給路、前記第２空気供給路及び前記換気路を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、前記第１空気供給路を制御して、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーの一方に前記除湿対象空気を供給し、そのチャンバーの前記調湿材に空気中の水蒸気を吸着させる吸湿モードと、
前記第２空気供給路を制御して、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーの他方に前記加湿対象空気を供給し、そのチャンバーの前記調湿材が保持する水蒸気を前記空気中に放出させる放湿モードとを、並列して行わせるものであり、
しかも、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーのそれぞれにおいて、前記吸湿モードと前記放湿モードとが交互に繰り返されて、加湿された空気が実質的に連続して前記居室に供給されるとともに、前記吸湿モード時の風量が前記放湿モード時の風量よりも大きいことを特徴とする調湿システム。
前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーのそれぞれにおいて、前記吸湿モードでの前記調湿材の水蒸気の吸着量と、前記放湿モードでの前記調湿材の水蒸気の放出量との差が１０％以下とされている請求項１記載の調湿システム。
前記調湿材は、温度依存性を有する請求項１又は２記載の調湿システム。
前記第１空気供給路の風量が、前記第２空気供給路の風量の１．５±０．２倍である請求項１乃至３のいずれかに記載の調湿システム。
前記第１空気供給路には、外気が供給され、
前記第２空気供給路には、前記居室の空気と外気との混合気を空気調和機で暖めた空気が供給される請求項１乃至４のいずれかに記載の調湿システム。