JP6616616B2

JP6616616B2 - 調湿システム

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Publication number: JP6616616B2
Application number: JP2015149798A
Authority: JP
Inventors: 大輔梅本; 佐藤　　寛
Original assignee: パナソニックホームズ株式会社
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: JP2017032170A

Description

本発明は、調湿システムに関し、例えば、居室空間等の湿度調整に利用可能な調湿システムに関する。

従来、例えば住宅の居室空間内の内装壁等に調湿パネルが用いられている。このような調湿パネルは、例えば、居室空間の空気の湿度が高い場合、空気中に含まれる水分を吸収保持することができる。その後、居室空間の空気の湿度が低下した場合、調湿パネルは、自ら保持している水分を空気中に放出する。

特開２００４−７６４９４号公報

上記のような調湿パネルは、居室空間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自然に行われる。このように、調湿パネルによる吸湿及び放湿は、居室空間の室内環境に依存した受動的なものであり、湿度を積極的に調節することが難しいという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、積極的に、居室空間等の湿度を調節することができる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、内部に調湿材が配されたチャンバーと、前記チャンバーに相対湿度の高い空気及び相対湿度の低い空気を選択的に供給するための切換可能な２つの空気取込口と、前記チャンバーを通過した空気を、室外又は居室空間に選択的に取り出すための切換可能な２つの空気取出口と、前記空気取込口及び前記空気取出口を切り換えるための制御手段とを含み、前記チャンバーは、チャンバー内部の空気と接触する内表面に配された前記調湿材からなる調湿層と、その背面側に隣接して配された断熱材からなる断熱層とを含み、前記制御手段は、前記相対湿度の高い空気である室外空気を、前記空気取込口の一方から前記チャンバーに供給し、かつ、前記調湿材に水分が吸収された前記室外空気を、前記空気取出口の一方から前記室外に取り出す第１空気流路と、前記相対湿度の低い空気である前記居室空間の空気を、前記空気取込口の他方から前記チャンバーに供給し、かつ、前記調湿材から水分が放出された前記居室空間の空気を、前記空気取出口の他方から前記居室空間に取り出す第２空気流路とを交互に設定することを特徴とする。

本発明に係る前記調湿システムにおいて、前記調湿層の厚さが２mm以下であるのが望ましい。

本発明に係る前記調湿システムにおいて、前記断熱材の熱抵抗値が０．０５０ｍ²・ｋ／Ｗ以上であるのが望ましい。

本発明の調湿システムは、相対湿度の高い空気をチャンバーに供給することにより、空気中に含まれる水分を調湿材に吸収保持させ、相対湿度が低い空気を、空気取出口から取り出すことができる。また、本発明の調湿システムは、相対湿度の低い空気をチャンバーに供給することにより、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、空気取出口から取り出すことができる。従って、本発明の調湿システムは、空気取出口から必要に応じて低湿又は高湿の空気を取り出して、例えば、居室空間等の換気空気として利用することができる。これにより、居室空間等の湿度調整等が可能となる。

チャンバーは、チャンバー内部の空気と接触する内表面に配された調湿材からなる調湿層と、その背面側に隣接して配された断熱材からなる断熱層とを含んでいる。これにより、本発明の調湿システムは、チャンバーの内表面側の熱容量を小さくできるため、チャンバー内部の空気の温度変化を防ぐことができる。一般に、空気の温度変化に伴って、空気の相対湿度も変化する。従って、本発明の調湿システムは、チャンバー内部に蓄えられた熱の影響による空気の相対湿度の変化を防ぐことができるため、チャンバーに相対湿度が高い空気、又は、相対湿度が低い空気が選択的に供給されることにより、調湿層への水分の吸収、及び、調湿層の水分の放出を、迅速に切り換えることができる。これにより、本発明の調湿システムは、居室空間等の湿度を効果的に調節することができる。

本実施形態の調湿システムが用いられる住宅の概念図である。本実施形態のパネルの斜視図である。図２のパネルの正面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。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。本実施形態の調湿システムの第１空気流路を説明する概念図である。本実施形態の調湿システムの第２空気流路を説明する概念図である。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。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。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。（ａ）は、比較例１のパネルを示す断面図、（ｂ）は、比較例２のパネルを示す断面図である。

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＆ＭＶｅｒ．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。

５チャンバー
１３空気取込口
１４空気取出口
１６調湿層
１７断熱層

Claims

調湿システムであって、
内部に調湿材が配されたチャンバーと、
前記チャンバーに相対湿度の高い空気及び相対湿度の低い空気を選択的に供給するための切換可能な２つの空気取込口と、
前記チャンバーを通過した空気を、室外又は居室空間に選択的に取り出すための切換可能な２つの空気取出口と、
前記空気取込口及び前記空気取出口を切り換えるための制御手段とを含み、
前記チャンバーは、チャンバー内部の空気と接触する内表面に配された前記調湿材からなる調湿層と、その背面側に隣接して配された断熱材からなる断熱層とを含み、
前記制御手段は、前記相対湿度の高い空気である室外空気を、前記空気取込口の一方から前記チャンバーに供給し、かつ、前記調湿材に水分が吸収された前記室外空気を、前記空気取出口の一方から前記室外に取り出す第１空気流路と、
前記相対湿度の低い空気である前記居室空間の空気を、前記空気取込口の他方から前記チャンバーに供給し、かつ、前記調湿材から水分が放出された前記居室空間の空気を、前記空気取出口の他方から前記居室空間に取り出す第２空気流路とを交互に設定することを特徴とする調湿システム。
前記調湿層の厚さが２mm以下である請求項１記載の調湿システム。
前記断熱材の熱抵抗値が０．０５０ｍ²・ｋ／Ｗ以上である請求項１又は２記載の調湿システム。