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は、本実施形態の調湿システムが用いられる住宅Bの概念図である。図2は、本実施形態のパネルの斜視図である。本実施形態の調湿システムは、例えば、居室空間L等の湿度調整に利用される。図1及び図2に示されるように、調湿システムは、内部に調湿材(図示省略)が配されたチャンバー5と、チャンバー5に空気を供給するための空気取込口13と、チャンバー5から空気を取り出すための空気取出口14とを含んで構成されている。本実施形態では、チャンバー5、空気取込口13、及び、空気取出口14が、例えば、建築用のパネル(以下、単に「パネル」ということがある)2に形成されている。
図1に示されるように、パネル2は、例えば、一般的な住宅やビル等の壁パネル、天井パネル、又は、床パネル等として用いられる。本実施形態のパネル2は、住宅Bの居室空間Lに配置される壁パネル2Aとして構成されている。また、本実施形態の壁パネル2Aは、複数の居室空間Lのうち、寝室Lsに設けられている。
図3は、図2のパネルの正面図である。図4は、図3のA−A断面図である。図4では、後述する第2取込ダンパー25を省略して表示している。
図2及び図3に示されるように、本実施形態のパネル2は、外周部に配された枠体3と、この枠体3の両側の面にそれぞれ配された面材4、4とを含んで構成されている。このパネル2の内部に、チャンバー5が形成されている。
枠体3は、上枠材3A、下枠材3B、及び、上枠材3Aと下枠材3Bとの間を上下に継ぐ一対の縦枠材3C、3Cを含んでいる。これにより、枠体3は、正面視において、矩形状に形成される。
図4に拡大して示されるように、上枠材3A及び下枠材3Bは、例えば、ウエブ3a、及び、ウエブ3aの両端から鍔状にのびる一対のフランジ3b、3bを含んで構成されている。これにより、上枠材3A及び下枠材3Bは、ウエブ3aと、一対のフランジ3b、3bとで形成された凹部3hを有する断面コ字状に形成される。図2に示されるように、一対の縦枠材3C、3Cは、例えば、断面矩形状に形成された木質材によって形成されている。
図4に示されるように、上枠材3Aの凹部3h及び下枠材3Bの凹部3hは、枠体3の内側を互いに向くように配置されている。一対の縦枠材3C、3Cの上端は、上枠材3Aの凹部3hの内部にそれぞれ固定されている。一対の縦枠材3C、3Cの下端は、下枠材3Bの凹部3hの内部にそれぞれ固定配置されている。
一対の面材4、4は、例えば、枠体3の両側の面を覆う大きさを有しており、例えば、正面視矩形の板状に形成されている。各面材4、4は、枠体3の両側の面に、例えばビス等の固着具によって固定される。一対の面材4、4には、居室空間Lに面して配される居室側面材4sが含まれている。この居室側面材4sの表面には、例えば壁紙等が配されている。また、本実施形態の一対の面材4、4は、例えば、石膏ボード等で形成されている。
図2及び図4に示されるように、チャンバー5は、枠体3及び一対の面材4、4によって囲まれた空間として構成されている。図2及び図3に示されるように、本実施形態のチャンバー5には、一対の縦枠材3C、3C間に、上枠材3Aと下枠材3Bとの間を上下にのびる少なくとも一つ、本実施形態では一つのスタッド6が設けられている。このようなスタッド6により、チャンバー5は、パネル幅方向の一方側S1に配置される第1チャンバー部5aと、パネル幅方向の他方側S2に配置される第2チャンバー部5bとに区分される。
図2に示されるように、本実施形態のスタッド6は、一対の縦枠材3C、3Cと同様に、例えば、断面矩形の木質材によって形成されている。スタッド6の上端は、上枠材3Aに固定されている。スタッド6の下端は、下枠材3Bに固定されている。このようなスタッド6により、パネル2の強度が高められる。
図2に示されるように、スタッド6には、第1チャンバー部5aと第2チャンバー部5bとの間を継ぐ連通部7が設けられている。本実施形態の連通部7は、例えば、パネル2の厚さ方向の一方側が、断面矩形状に切り欠かれることによって形成されている。このような連通部7により、第1チャンバー部5aと第2チャンバー部5bとが、パネル2の幅方向で連通されうる。本実施形態の連通部7は、スタッド6(パネル2)の下方側に設けられているが、このような態様に限定されることはなく、例えば、スタッド6(パネル2)の上方側に設けられてもよい。
チャンバー5は、第1チャンバー部5a、第2チャンバー部5b及び連通部7によって、パネル2の内部を、正面視略U字状にのびている。本実施形態では、第1チャンバー部5aの上方側を、チャンバー5の一端側としている。さらに、第2チャンバー部5bの上方側を、チャンバー5の他端側としている。
本実施形態のチャンバー5には、調湿層16、及び、調湿層16の背面側に隣接して配された断熱材17Mによって構成された断熱層17が設けられている。図4に示されるように、断熱層17は、各面材4、4の内面4iに、防湿層9を介して固着されている。
各面材4、4の内面に配されている調湿層16、16は、パネル2の厚さ方向において、互いに離間して配置されている。これにより、チャンバー5内の調湿層16、16間において、空気を通過させる隙間が形成される。
調湿層16は、空気中に含まれる水分量に応じて、水分の吸収(吸湿)、及び、水分の放出(放湿)を行う調湿機能を有するものである。調湿層16は、チャンバー5内部の空気と接触する内表面5sに配された調湿材(図示省略)によって構成されている。本実施形態の調湿材は、例えば、バインダー(図示省略)又は紙(図示省略)等に練り込まれ、断熱材17Mの内表面に配置されている。なお、調湿層16の調湿機能を効果的に発揮させるために、20〜95質量%の調湿材が、バインダー又は紙に含有されるのが望ましい。
調湿材(図示省略)としては、種々のものを適宜採用することができる。吸放湿性能を効果的に発揮させるために、調湿材としては、細孔径が2nm以下のものが採用されるのが望ましい。このような細孔径を有する調湿材としては、例えば、ゼオライト群、シリカゲル、又は、メソポーラスシリカ等が採用されうる。なお、調湿材には、高分子吸着材が採用されてもよい。さらに、これらの調湿材が組み合わされることにより、調湿層16が形成されてもよい。
バインダー(図示省略)としては、種々のものを適宜採用することができるが、例えば、湿気伝導率が0.010g/mhmmHg以上、好ましくは0.025g/mhmmHg以上のバインダーが採用されるのが望ましい。このようなバインダーは、空気と調湿材(図示省略)との間で、水分を円滑に通過させることができるため、調湿材の調湿機能を維持できる。なお、上記湿気伝導率を有するバインダーとしては、例えば、アクリルシリコン系バインダー樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、又は、エポキシ樹脂が採用されうる。また、調湿材が練りこまれる紙としては、例えば、ダンボール紙が採用されうる。
図5は、空気の相対湿度と、調湿層16の平衡含水率との関係を示すグラフである。このグラフで示される調湿層16は、概ね30〜70%RHの相対湿度域で、良好な吸放湿性能を有するものである。図5のグラフに示されるように、例えば、冬季において、低温の室外空気(小屋裏の空気)は、高温の居室空間の空気に比べて相対湿度が高い。相対湿度の高い室外空気(小屋裏の空気)は、相対湿度の低い居室空間の空気に比べて、調湿層16(図4に示す)の平衡含水率を高くすることができる。従って、調湿層16に効果的に吸湿させるためには、相対湿度の高い室外空気が、空気取込口13を介して、調湿層16が配されているチャンバー5(図4に示す)に供給されるのが望ましい。
他方、相対湿度の低い居室空間の空気は、相対湿度の高い室外空気(小屋裏の空気)に比べて、調湿層16(図4に示す)の平衡含水率を低くすることができる。従って、調湿層16に効果的に放湿させるためには、相対湿度の低い居室空間の空気が、空気取込口13を介して、調湿層16が配されているチャンバー5(図4に示す)に供給されるのが望ましい。これにより、相対湿度が高められたチャンバー5の空気を、空気取出口14から取り出して、居室空間L等の換気空気として利用することで、居室空間L等の湿度調整等が可能となる。
また、調湿層16への水分の吸収、及び、調湿層16が保持している水分の放出を、迅速に切り換えるためには、例えば、相対湿度が高い室外空気(小屋裏の空気)、及び、相対湿度が低い居室空間の空気が、空気取込口13を介して、チャンバー5に選択的に供給されるのが望ましい。さらに、冬季において、調湿層16への水分の吸収、及び、調湿層16が保持している水分の放出を、効果的に切り替えるには、調湿層16の平衡含水率が、相対湿度が20〜30%RHにおいて、含水率の変化が10%以上であるのが望ましい。
ところで、図4に示したチャンバー5の内表面5s側の熱容量が大きいと、内表面5s側で蓄えられた熱が、チャンバー5内の空気の温度を変化させる。このような温度変化は、チャンバー5内の空気の相対湿度を変化させる。このため、上記のように、相対湿度が高い室外空気(小屋裏の空気)、及び、相対湿度が低い居室空間の空気が選択的に供給されたとしても、チャンバー5内での相対湿度の変化によって、調湿層16への水分の吸収、及び、調湿層16が保持している水分の放出を、迅速に切り換えられないという問題がある。なお、チャンバー5の内表面5s側の熱容量が大きくなる一例としては、調湿層16の背面側に、熱抵抗が小さい面材4が隣接して配された場合である。
本実施形態では、調湿層16の背面側に、熱抵抗の大きい断熱材17Mが隣接して配されている。このため、チャンバー5の内表面5s側の熱容量を小さくできる。これにより、チャンバー5内の空気の温度変化を防ぐことができるため、チャンバー5内の空気の相対湿度の変化を防ぐことができる。従って、相対湿度が高い空気、及び、相対湿度が低い空気が、チャンバー5に選択的に供給されることにより、調湿層16への水分の吸収、及び、調湿層16が保持している水分の放出を、迅速に切り換えることができる。
このような作用を効果的に発揮させるために、断熱材17Mの熱抵抗値は、0.050m2・k/W以上、さらに好ましくは0.200m2・k/W以上が望ましい。これにより、断熱層17は、チャンバー5の内表面5s側の熱容量を効果的に小さくできるとともに、居室空間Lの断熱性を高めることができる。また、断熱層17は、調湿層16の背面の全域に配置されるのが望ましい。断熱層17を構成する断熱材としては、例えば、ポリスチレン、ウレタン、又は、フェノールボード等が採用されうる。
なお、調湿層16の厚さT1(図4に示す)が大きいと、調湿層16の断熱層17側(即ち、チャンバー5の内表面5sと反対側)に配置された調湿材が、チャンバー5の内表面5sへの吸放湿(水分の厚さ方向の移動)に時間を要し、調湿層16に含まれる全ての調湿材を最大限に活用できないおそれがある。このため、調湿層16の厚さT1は、好ましくは2mm以下、さらに好ましくは1.8mm以下である。他方、調湿層16の厚さT1が小さいと、調湿材の含有量が小さくなり、調湿層16の水分の吸収量、及び、放出量が小さくなるおそれがある。このため、調湿層16の厚さT1は、好ましくは1mm以上、さらに好ましくは1.2mm以上である。
本実施形態の防湿層9は、シート状に形成され、面材4の内側の全域に配置されている。このような防湿層9は、居室空間Lの空気中に含まれる水分が、面材4を介して、パネル2の内部へ浸入するのを防ぐことができるため、パネル2の内部の結露を防ぐことができる。また、チャンバー5の空気中に含まれる水分が、面材4を介して、居室空間L側に浸入するのを防ぐことができる。このような作用を効果的に発揮させるために、防湿層9、9の透湿抵抗は、好ましくは170mhmmHg/g以上である。
図2及び図4に示されるように、空気取込口13は、チャンバー5に、空気を取り込むためのものである。本実施形態の空気取込口13は、チャンバー5の一端側(即ち、第1チャンバー部5aの上方側)に設けられている。空気取込口13は、枠体3に設けられた第1取込口13aと、面材4(本実施形態では、居室側面材4s)に設けられた第2取込口13bとを含んでいる。これらの第1取込口13a及び第2取込口13bは、パネル2の上下方向において、スタッド6の連通部7が設けられる方向(本実施形態では、パネル2の下方側)に対して、逆側(本実施形態では、パネル2の上方側)に設けられている。
図4に示されるように、本実施形態の第1取込口13aは、枠体3の上枠材3Aを、上下方向に貫通している。図2及び図3に示されるように、第1取込口13aは、スタッド6に対して一方側S1に配置されている。これにより、第1取込口13aと、チャンバー5(第1チャンバー部5a)とが連通されうる。図2に示されるように、本実施形態の第1取込口13aは、平面視において円形状に形成されているが、このような態様に限定されるわけではない。例えば、第1取込口13aは、平面視において、矩形状や三角形状等に形成されてもよい。
本実施形態の第1取込口13aは、取込ダクト21の一端が接続されている。取込ダクト21は、例えば、その一端から他端まで連続する筒状に形成されている。図1に示されるように、取込ダクト21の他端は、住宅Bの小屋裏30に接続されている。このような取込ダクト21により、小屋裏30(図1に示す)と、図4に示したチャンバー5(第1チャンバー部5a)とが、第1取込口13aを介して連通されうる。図1及び図3に示されるように、本実施形態の取込ダクト21には、第1取込ダンパー22及びファン29が設けられている。
第1取込ダンパー22は、取込ダクト21の他端側を開閉するためのものである。例えば、第1取込ダンパー22が開かれることにより、図4に示されるように、小屋裏の空気(相対湿度が高い室外空気)Aoが、第1取込口13aを介して、チャンバー5に供給されうる。また、第1取込ダンパー22(図1に示す)が閉じられることにより、例えば、冬季の自然換気によって、居室空間の空気Aiが小屋裏30(図1に示す)へ流出するのを防ぐことができる。
図1に示されるように、ファン29は、小屋裏30側からチャンバー5側に向かって送風するためのものである。このようなファン29が運転されることにより、小屋裏30を負圧にして、図4に示されるように、小屋裏の空気(相対湿度が高い室外空気)Aoを、チャンバー5に積極的に供給できる。なお、図1に示した第1取込ダンパー22の開閉や、ファン29の制御(運転又は停止)は、例えば、制御手段や、居住者の操作によって実施されるのが望ましい。
図2及び図4に示されるように、本実施形態の第2取込口13bは、居室側面材4sの上方側において、面材4(居室側面材4s)、防湿層9、断熱層17及び調湿層16を、パネル2の厚さ方向に貫通している。図2及び図3に示されるように、第2取込口13bは、スタッド6に対して、一方側S1に設けられている。これにより、居室空間Lと、チャンバー5(第1チャンバー部5a)とが連通されうる。本実施形態の第2取込口13bは、正面視において、横長矩形状に形成されているが、このような態様に限定されるわけではない。例えば、第2取込口13bは、正面視において、円形状や三角形状等に形成されてもよい。
本実施形態の第2取込口13bには、第2取込ダンパー25が設けられている。第2取込ダンパー25は、第2取込口13bを開閉するためのものである。例えば、第2取込ダンパー25が開かれることにより、図2及び図4に示されるように、相対湿度が低い居室空間の空気Aiが、第2取込口13bを介して、チャンバー5に供給されうる。また、第2取込ダンパー25が閉じられることにより、居室空間の空気Aiがチャンバー5に供給されるのを防ぐことができる。
第2取込口13bには、居室空間L側からチャンバー5側に向かって送風するファン(図示省略)が設けられるのが望ましい。第2取込ダンパー25が開かれた状態でファンが運転されることにより、居室空間の空気Aiを、チャンバー5に積極的に供給できる。なお、第2取込ダンパー25の開閉や、ファンの制御(運転又は停止)は、例えば、制御手段や、居住者の操作によって実施されるのが望ましい。
本実施形態の空気取込口13は、第1取込ダンパー22(図1に示す)が開かれ、かつ、取込ダクト21のファン29(図1に示す)が運転される場合、第2取込ダンパー25((図2に示す))が閉じられ、かつ、第2取込口13bのファン(図示省略)が停止される。これにより、小屋裏の空気(相対湿度が高い室外空気)Aoのみを、第1取込口13aを介して、チャンバー5に供給できる。
他方、本実施形態の空気取込口13は、第1取込ダンパー22(図1に示す)が閉じられ、かつ、取込ダクト21のファン29(図1に示す)が停止される場合、第2取込ダンパー25(図2に示す)が開かれ、かつ、第2取込口13bのファン(図示省略)が運転される。これにより、相対湿度が低い居室空間の空気Aiのみを、第2取込口13bを介して、チャンバー5に供給できる。
このように、本実施形態の空気取込口13は、相対湿度が高い空気(小屋裏の空気(室外空気))Ao、及び、相対湿度が低い空気(居室空間の空気)Aiを、チャンバー5に選択的に供給できる。
図2及び図3に示されるように、空気取出口14は、チャンバー5から空気Acを取り出すためのものである。本実施形態の空気取出口14は、チャンバー5の他端側(即ち、第2チャンバー部5bの上方側)に設けられている。空気取出口14は、枠体3に設けられた第1取出口14aと、面材4(本実施形態では、居室側面材4s)に設けられた第2取出口14bとを含んでいる。これらの第1取出口14a及び第2取出口14bは、第1取込口13a及び第2取込口13bと同様に、スタッド6の連通部7が設けられる方向(本実施形態では、パネル2の下方側)に対して、逆側(本実施形態では、パネル2の上方側)に設けられている。
本実施形態の第1取出口14aは、第1取込口13aと同様に、枠体3の上枠材3Aを、上下方向に貫通している。第1取出口14aは、スタッド6に対して、他方側S2に配置されている。これにより、第1取出口14aと、チャンバー5(第2チャンバー部5b)とが連通されうる。本実施形態の第1取出口14aは、第1取込口13aと同様に、平面視において円形状に形成されているが、このような態様に限定されるわけではない。
第1取出口14aは、取出ダクト23の一端が接続されている。取出ダクト23は、取込ダクト21と同様に、筒状に形成されている。取出ダクト23の他端は、住宅Bの小屋裏30(図1に示す)に接続されている。このような取出ダクト23により、図2に示したチャンバー5(第2チャンバー部5b)と小屋裏30とが、第1取出口14aを介して連通されうる。なお、取出ダクト23の他端は、住宅Bの屋外So(図1に示す)に接続されてもよい。
図1及び図3に示されるように、本実施形態の取出ダクト23には、第1取出ダンパー24が設けられている。第1取出ダンパー24は、取出ダクト23の他端側を開閉するためのものである。例えば、第1取出ダンパー24が開かれることにより、チャンバー5の空気Acが、第1取出口14aを介して、小屋裏30(図1に示す)に取り出される。また、第1取出ダンパー24が閉じられることにより、例えば、冬季の自然換気によって、居室空間の空気Aiが小屋裏30へ流出するのを防ぐことができる。第1取出ダンパー24の開閉は、例えば、制御手段や、居住者の操作によって実施されるのが望ましい。
図2及び図4に示されるように、本実施形態の第2取出口14bは、第2取込口13bと同様に、居室側面材4sの上方側において、面材4(本実施形態では、居室側面材4s)、防湿層9、断熱層17及び調湿層16を、パネル2の厚さ方向に貫通している。第2取出口14bは、スタッド6に対して、他方側S2に配置されている。これにより、居室空間Lと、チャンバー5(第2チャンバー部5b)とが連通されうる。本実施形態の第2取出口14bは、第2取込口13bと同様に、正面視において、横長矩形状に形成されているが、このような態様に限定されるわけではない。
第2取込口13bには、第2取出ダンパー26が設けられている。第2取出ダンパー26は、第2取出口14bを開閉するためのものである。例えば、第2取出ダンパー26が開かれることにより、チャンバー5の空気Acが、第2取出口14bを介して、居室空間Lに取り出される。また、第2取出ダンパー26が閉じられることにより、チャンバー5の空気Acが、居室空間Lに取り出されるのを防ぐことができる。第2取出ダンパー26の開閉は、例えば、制御手段や、居住者の操作によって実施されるのが望ましい。
本実施形態の空気取出口14は、第1取出ダンパー24が開かれた場合、第2取出ダンパー26が閉じられる。これにより、チャンバー5の空気Acを、第1取出口14aを介して、小屋裏30(図1に示す)のみに取り出すことができる。他方、第1取出ダンパー24が閉じられた場合、第2取出ダンパー26が開かれる。これにより、チャンバー5の空気Acを、第2取出口14bを介して、居室空間Lのみに取り出すことができる。
このように、本実施形態の空気取出口14は、チャンバー5の空気Acを、小屋裏30又は居室空間Lに選択的に取り出すことができる。
次に、本実施形態の調湿システムの作用について説明する。調湿システムは、第1空気流路、及び、第2空気流路を形成して、居室空間Lの湿度を調整する。図6は、本実施形態の調湿システムの第1空気流路15Aを説明する概念図である。
第1空気流路15Aは、調湿層16(図4に示す)に相対湿度の高い第1空気A1を供給して、調湿層16に吸湿させるためのものである。本実施形態の第1空気A1は、居室空間の空気Ai(図4に示す)よりも低温の小屋裏の空気(室外空気)Aoである。
本実施形態では、第1取込ダンパー22及び第1取出ダンパー24が開かれるとともに、第2取込ダンパー25及び第2取出ダンパー26が閉じられる。これにより、小屋裏30からパネル2の第1チャンバー部5a及び第2チャンバー部5bを経て、小屋裏30に至る第1空気流路15Aが設定される。
本実施形態の第1空気流路15Aは、その少なくとも一部が、チャンバー5の調湿層16、16(図4に示す)の隙間によって形成されている。また、本実施形態では、取込ダクト21のファン29が運転される。これにより、第1空気流路15Aは、小屋裏の空気(室外空気)Aoを、チャンバー5の調湿層16、16(図4に示す)に積極的に供給できる。
図5に示したように、冬季において、小屋裏の空気(室外空気)Aoは、居室空間Lの空気に比べて相対湿度が高い。このため、小屋裏の空気Ao中に含まれる水分が、調湿層16(図4に示す)に効果的に吸収されうる。このように、本実施形態の第1空気流路15Aは、相対湿度の高い第1空気A1(本実施形態では、小屋裏の空気(室外空気)Ao)を循環させることにより、調湿層16に効果的に吸湿させることができる。
しかも、本実施形態では、図4に示されるように、調湿層16の背面側に隣接して配された断熱層17により、チャンバー5の内表面5s側の熱容量を小さくできるため、チャンバー5内部の空気Acの温度変化(相対湿度の変化)を防ぐことができる。従って、本実施形態の第1空気流路15Aは、調湿層16に水分を迅速に吸収させることができる。
図6に示されるように、第1空気流路15Aを循環した相対湿度の低い空気Ac(本実施形態では、調湿層16に水分が吸収された小屋裏の空気(室外空気)Ao)は、第1取出口14a及び取出ダクト23を介して、小屋裏30に直接排出される。従って、本実施形態の第1空気流路15Aは、低温の小屋裏の空気(室外空気)Aoが居室空間Lに供給されないため、居室空間Lの温度低下、及び、相対湿度の低下を防ぐことができる。
図7は、本実施形態の調湿システムの第2空気流路15Bを説明する概念図である。第2空気流路15Bは、吸湿させた調湿層16(図4に示す)に、相対湿度の低い第2空気A2を供給し、相対湿度を高めた第3空気A3を得るためのものである。本実施形態の第2空気A2は、小屋裏の空気(室外空気)Ao(図6に示す)よりも高温の居室空間の空気Aiである。
本実施形態では、第2取込ダンパー25及び第2取出ダンパー26が開かれるとともに、第1取込ダンパー22及び第1取出ダンパー24が閉じられる。さらに、取込ダクト21のファン29が停止される。これにより、居室空間Lからパネル2の第1チャンバー部5a及び第2チャンバー部5bを経て、居室空間Lに至る第2空気流路15Bが設定される。
本実施形態の第2空気流路15Bは、その少なくとも一部が、チャンバー5の調湿層16、16(図4に示す)の隙間によって形成されている。また、本実施形態では、第2取込ダンパー25に設けられたファン(図示省略)が運転される。これにより、第2空気流路15Bは、高温の居室空間の空気Aiを、チャンバー5の調湿層16、16(図4に示す)に積極的に供給できる。
図5に示したように、冬季において、居室空間の空気Aiは、小屋裏の空気Aoに比べて相対湿度が低い。このため、調湿層16(図4に示す)に含まれる水分が、第2空気流路15Bを循環する居室空間の空気Ai中に、効果的に放出されうる。
しかも、本実施形態では、図4に示されるように、調湿層16の背面側に隣接して配された断熱層17により、チャンバー5の内表面5s側の熱容量を小さくできるため、チャンバー5内部の空気Acの温度変化(相対湿度の低下)を防ぐことができる。従って、本実施形態の第2空気流路15Bは、調湿層16の水分を迅速に放出させることができる。
図7に示されるように、本実施形態の第2空気流路15Bは、第1空気流路15A(図6に示す)によって吸湿させた調湿層16(図4に示す)を放湿させることができるため、相対湿度を高めた第3空気A3を得ることができる。相対湿度を高めた第3空気A3は、第2取出口14bを介して、居室空間Lに供給される。従って、本実施形態の第2空気流路15Bは、例えば、空気調和機等(図示省略)の空調(暖房)によって湿度が低下しがちな居室空間Lに、高湿の第3空気A3が供給されるため、居室空間Lを効果的に加湿できる。
このように、本実施形態の調湿システムは、調湿層16(図4に示す)に積極的に吸湿させる第1空気流路15A(図6に示す)と、相対湿度を高めた第3空気A3を得る第2空気流路15B(図7に示す)とによって、居室空間Lを加湿できる。従って、調湿システムは、居室空間Lの室内環境に依存することなく、居室空間Lの湿度を調節することできる。
本実施形態の調湿システムにおいて、図6に示した第1空気流路15Aは、居室空間Lに居住者が不在の時に設定されるのが望ましい。これにより、居室空間Lへの加湿を考慮することなく、調湿層16に集中して吸湿させることができる。さらに、図7に示した第2空気流路15Bは、居室空間Lに居住者が滞在している時に設定されるのが望ましい。これにより、調湿層16に蓄えられた水分を利用して、居室空間Lを集中して加湿できる。
このように、本実施形態の調湿システムは、居住者の生活リズムに合わせて、居室空間Lの湿度をコントロールできる。なお、本実施形態のパネル2は、寝室Lsに設けられているため、居住者の就寝時に生じがちな室内乾燥を、効果的に防ぐことができる。
第1空気流路15A及び第2空気流路15Bの切り替えは、住宅Bに設けられた制御手段(図示省略)や、居住者の操作等によって切り替えられるのが望ましい。また、居室空間Lの滞在の有無は、居室空間Lに設けられたセンサーや、予め定められたタイマーによって判断されるのが望ましい。
本実施形態の相対湿度の低い第2空気A2としては、居室空間の空気Aiが供給される態様が例示されたが、このような態様に限定されるわけではない。例えば、第2空気A2は、居室の空気Aiよりも高温の空調された空気Awであってもよい。
図8は、空気の相対湿度と、調湿層の平衡含水率との関係を示すグラフである。図8に示されるように、高温の空調された空気は、図5に示した居室空間の空気Aiに比べて、相対湿度が低いため、調湿層16(図4に示す)の平衡含水率を低くできる。従って、調湿層16に効果的に放湿させるためには、相対湿度の低い高温の空調された空気が、調湿層16(図4に示す)に供給されるのが望ましい。
高温の空調された空気の供給は、例えば、図示しない空気調和機、及び、空気調和機に接続される空調ダクトが、空気取込口13(図6に示す)に接続されることにより、容易に実現できる。なお、この実施形態の空気取込口13は、小屋裏の空気(室外空気)Ao、及び、高温の空調された空気を、チャンバー5に選択的に供給可能に構成されるのが望ましい。
これまでの実施形態では、内部に調湿材(図示省略)が配された一つのチャンバー5を有する調湿システムが例示されたが、このような態様に限定されるわけではない。調湿システムは、例えば、内部に調湿材が配された2つ以上、この実施形態では2つのチャンバー(第1チャンバー5A、及び、第2チャンバー5B)を有するものでもよい。図9及び図10は、本発明の他の実施形態の調湿システムを説明する断面図である。なお、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。
この実施形態の各チャンバー5A、5Bは、筐体35、35の内部空間に形成されている。各チャンバー5A、5Bには、これまでの実施形態と同様に、調湿材(図示省略)から構成される調湿層16と、その背面側に隣接して配された断熱材17Mから構成される断熱層17とを含んでいる。
これにより、各チャンバー5A、5Bは、相対湿度の高い空気が供給されることにより、空気中に含まれる水分を調湿材に吸収保持させることができる。また、各チャンバー5A、5Bは、相対湿度の低い空気が供給されることにより、調湿材が保持している水分を空気中に放出させ、相対湿度が高い空気を得ることができる。
しかも、各チャンバー5A、5Bは、調湿層16の背面側に隣接して配された断熱層17により、各チャンバー5A、5Bの内表面5s(図4に示す)側の熱容量を小さくできる。このため、各チャンバー5A、5Bは、調湿層16への水分の吸収、及び、調湿層16が保持している水分の放出を、迅速に切り換えることができる。
調湿層16及び断熱層17は、筐体35の内面の少なくとも一部に配置されていればよい。なお、調湿層16への水分の吸収、及び、調湿層16が保持している水分の放出を効果的に実施させるために、調湿層16及び断熱層17が、筐体35の内面の全域に配置されるのが望ましい。
各筐体35、35には、各チャンバー5A、5Bに空気を供給するための空気取込口13と、各チャンバー5A、5Bから空気を取り出すための空気取出口14とがそれぞれ設けられている。
空気取込口13は、相対湿度の高い空気(この実施形態では、小屋裏の空気Ao)及び相対湿度の低い空気(この実施形態では、居室空間の空気Ai)を選択的に供給するための第1ダクト31、31がそれぞれ接続されている。
図9に示されるように、第1ダクト31、31は、例えば、第1チャンバー5Aに小屋裏の空気Aoが供給される場合、第2チャンバー5Bに居室空間の空気Ai(又は、高温の空調された空気)が供給される。他方、図10に示されるように、第1ダクト31、31は、第1チャンバー5Aに居室空間の空気Ai(又は、高温の空調された空気)が供給される場合、第2チャンバー5Bに小屋裏の空気Aoが供給される。このような小屋裏の空気Ao及び居室空間の空気Ai(又は、高温の空調された空気)の供給の切り替えは、図示しないダンパーやファン等によって実現されうる。
空気取出口14は、各チャンバー5A、5Bの空気を、小屋裏30及び居室空間Lに選択的に取り出す第2ダクト32、32がそれぞれ接続されている。
図9に示されるように、第2ダクト32、32は、例えば、第1チャンバー5Aの空気が、小屋裏30に取り出される場合、第2チャンバー5Bの空気が、居室空間Lに取り出される。他方、図10に示されるように、第2ダクト32、32は、第1チャンバー5Aの空気が居室空間Lに取り出される場合、第2チャンバー5Bの空気が小屋裏30に取り出される。このような小屋裏30及び居室空間Lへの取り出しの切り替えは、図示しないダンパーやファン等によって実現されうる。
この実施形態の調湿システムは、これまでの実施形態の調湿システムと同様に、第1空気流路15A、及び、第2空気流路15Bを形成して、居室空間Lの湿度を調整する。第1空気流路15Aは、これまでの実施形態と同様に、調湿層16(図4に示す)に相対湿度の高い第1空気A1を供給して、調湿層16に吸湿させるためのものである。他方、第2空気流路15Bは、吸湿させた調湿層16(図4に示す)に、相対湿度の低い第2空気A2を供給し、相対湿度を高めた第3空気A3を得るためのものである。
図9に示されるように、第1チャンバー5Aには、相対湿度の高い第1空気A1(小屋裏の空気Ao)が、第1ダクト31を介して供給される。これにより、第1チャンバー5Aの調湿層16に水分wを吸収させることができる。さらに、第1チャンバー5Aの空気は、第2ダクト32を介して、小屋裏30に取り出される。これにより、小屋裏30から第1チャンバー5Aを経て、小屋裏30に至る第1空気流路15Aが設定される。このような第1空気流路15Aにより、居室空間Lの温度低下を防ぎつつ、第1チャンバー5Aの調湿層16に効果的に吸湿させることができる。
他方、第2チャンバー5Bには、相対湿度の低い第2空気A2(居室空間の空気Ai(又は、高温の空調された空気))が、第1ダクト31を介して供給される。これにより、第2チャンバー5Bの調湿層16に含まれる水分wを効果的に放出させることができるため、相対湿度を高めた第3空気A3を得ることができる。さらに、第2チャンバー5Bの空気(第3空気A3)は、第2ダクト32を介して、居室空間Lに取り出される。これにより、居室空間Lから第2チャンバー5Bを経て、居室空間Lに至る第2空気流路15Bが設定される。このような第2空気流路15Bにより、居室空間Lを効果的に加湿できる。
図10に示されるように、第1チャンバー5Aは、相対湿度の低い第2空気A2(居室空間の空気Ai(又は、高温の空調された空気))が供給され、かつ、第1チャンバー5Aの空気(第3空気A3)が、居室空間Lに取り出される。これにより、居室空間Lから第1チャンバー5Aを経て、居室空間Lに至る第2空気流路15Bが設定される。このような第2空気流路15Bにより、第1チャンバー5Aの調湿層16に含まれる水分wを効果的に放出させて、居室空間Lを効果的に加湿できる。
他方、第2チャンバー5Bは、相対湿度の高い第1空気A1(小屋裏の空気Ao)が供給され、かつ、第2チャンバー5Bの空気が、小屋裏30に取り出される。これにより、小屋裏30から第2チャンバー5Bを経て、小屋裏30に至る第1空気流路15Aが設定される。このような第1空気流路15Aにより、居室空間Lの温度低下を防ぎつつ、第2チャンバー5Bの調湿層16に効果的に吸湿させることができる。
このように、この実施形態の調湿システムでは、第1チャンバー5A及び第2チャンバー5Bにおいて、調湿層16への吸湿、及び、居室空間Lの加湿が同時に実施されうる。しかも、第1チャンバー5A及び第2チャンバー5Bでは、図9及び図10に示したように、第1空気流路15A及び第2空気流路15Bを交互に設定できるため、第1チャンバー5A又は第2チャンバー5Bの一方の調湿層16に、連続して吸湿させることができる。さらに、第1チャンバー5A又は第2チャンバー5Bの他方の調湿層16を連続的に放湿させて、居室空間Lを加湿することができる。従って、この実施形態の調湿システムは、常に、居室空間Lを加湿することができる。
この実施形態の調湿システムも、前実施形態の調湿システムと同様に、調湿層16の背面側に、熱抵抗の大きい断熱材17Mが隣接して配されているため、調湿層16への水分の吸収、及び、調湿層16が保持している水分の放出を、迅速に切り換えることができる。
この実施形態の調湿システムでは、第1チャンバー5A及び第2チャンバー5Bを含む2つのチャンバー5が用いられる態様が例示されたが、例えば、3つ以上のチャンバー(図示省略)を用いて、調湿層16への吸湿、及び、居室空間Lの加湿が交互に実施されてもよい。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
図2乃至図4に示した基本構造を有し、かつ、チャンバーの内表面に配される調湿層と、調湿層の背面側に隣接して配され、かつ、熱抵抗値がそれぞれ異なる断熱材とを有する調湿システムが、下記のシミュレーショソフトウェアを用いて、コンピュータにモデルとして入力された(実施例1〜実施例3)。
また、比較のために、図11(a)に示されるように、調湿層の背面側に隣接して面材が配された調湿システムが、コンピュータにモデルとして入力された(比較例1)。さらに、図11(b)に示されるように、調湿層の背面側に隣接して面材が配され、かつ、面材の背面側に隣接して断熱材が配された調湿システムが、コンピュータにモデルとして入力された(比較例2)。
そして、実施例1〜3及び比較例1〜2の調湿システムについて、低温で相対湿度の高い空気をチャンバーに供給して、チャンバー内が5℃かつ相対湿度が65%RHに安定した状態を初期条件として設定した。そして、調湿層に水分が十分に吸収された状態から、高温で相対湿度の低い空気をチャンバーに供給して、チャンバー内の相対湿度が、放湿に有効な25%RH以下となるまでの時間が計算され、それぞれ比較された。時間が短いほど、調湿層への水分の吸収、及び、調湿層が保持している水分の放出を、迅速に切り換え可能であることを示している。共通仕様は、次のとおりである。テスト結果を、表1に示す。
・シミュレーショソフトウェア:(株)建築環境ソリューションズ製の「非定常 熱・湿気計算システムH&M Ver.2.3.1」
・居室空間の温度:18℃
・チャンバーに供給される空気:
・空気の供給量:50m3/h
・相対湿度が高い空気:
・温度:5℃
・絶対湿度:3.5g/kg’
・相対湿度の低い空気:
・温度:35℃
・絶対湿度:3.5g/kg’
・パネル:
・面材:
・材料:石膏ボード(厚さ:12.5mm)
・熱抵抗値:0.057m2・k/W
・高さ:2400mm
・幅:100mm
テストの結果、実施例1〜3の調湿システムは、比較例1及び比較例2の調湿システムに比べて、25%RH以下となるまでの時間を短くすることができた。また、実施例1〜3に示されるように、断熱材の熱抵抗値が大きくなるほど、25%RH以下となるまでの時間を短くすることができた。