(57)【要約】【課題】快適な室内環境を維持しつつ少ないエネルギーで室内の湿度管理を行える調湿システムを提供する。【解決手段】室内に配置された吸湿材を備えた室内側吸湿部、室外に配置された吸湿材を備えた室外側吸湿部、および、室内と室外とを区切る壁、を備えており、該壁は鉛直方向の上部および下部にそれぞれ開口部を備えており、上部の開口部において、室内側吸湿部の鉛直方向上端と、室外側吸湿部の鉛直方向上端と、が繋げられるとともに、下部の開口部において、室内側吸湿部の鉛直方向下端と、室外側吸湿部の鉛直方向下端と、が繋げられており、吸湿材は常温で吸放湿可能である、調湿システムとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に配置された吸湿材を備えた室内側吸湿部、室外に配置された吸湿材を備えた室外側吸湿部、および、前記室内と前記室外とを区切る壁、を備えており、
前記壁は鉛直方向の上部および下部にそれぞれに開口部を備えており、上部の前記開口部において、前記室内側吸湿部の鉛直方向上端と、前記室外側吸湿部の鉛直方向上端と、が繋げられるとともに、下部の前記開口部において、前記室内側吸湿部の鉛直方向下端と、前記室外側吸湿部の鉛直方向下端と、が繋げられており、
前記吸湿材は常温で吸放湿可能であり、
前記室内側吸湿部に備えられた前記吸湿材が吸湿して前記室内側吸湿部が前記室外側吸湿部より重くなると、前記室内側吸湿部が下がることによって、前記室外側吸湿部の上端が上部の前記開口部から前記室内に引き入れられるとともに、前記室内側吸湿部の下端が下部の前記開口部から前記室外に引き出され、
前記室内側吸湿部に備えられた前記吸湿材が放湿して前記室内側吸湿部が前記室外側吸湿部より軽くなると、前記室外側吸湿部が下がることによって、前記室内側吸湿部の上端が上部の前記開口部から前記室外に引き出されるとともに、前記室外側吸湿部の下端が下部の前記開口部から前記室内に引き入れられる、
調湿システム。
【請求項２】
前記室内側吸湿部および前記室外側吸湿部は、水平方向に所定の幅を有した帯状の連結具と、該連結具に固定された複数の前記吸湿材と、を備えている、請求項１に記載の調湿システム。
【請求項３】
前記吸湿材が透湿材によって筒状に形成された袋状体に封入されており、該袋状体は長手方向が水平になるように配置されるとともに鉛直方向に複数並列している、請求項１または２に記載の調湿システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の湿度を調節する調湿システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
輻射型の冷暖房設備は、強制的に気流を生じさせることがないため、快適な室内環境を提供し得る。このような輻射型の冷暖房設備としては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているようなパネルラジエータがある。
【０００３】
パネルラジエータは小型の暖房機器にしか適用できなかったが、近年は暖房にも冷房にも使用できる大型のパネルラジエータが開発されている。大型のパネルラジエータは部屋全体を均一に近い温度にすることができるという利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２７６０６号公報
【特許文献２】特開２００３−０８３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パネルラジエータを冷房に使用する場合には、パネルラジエータが結露してパネルラジエータの周囲の湿度が１００％になるため、パネルラジエータを壁の近くに設置すると、壁にカビが発生しやすくなるという問題があった。このような結露の問題は、大型の施設などでは特に問題にならないが、住宅などのように狭い空間にパネルラジエータを設置する場合には大きな問題となる。そのため、冷暖房兼用の大型のパネルラジエータを住宅に設置する場合には、壁からある程度離して設置したり、別途に室内の湿度を管理したりする必要があった。
【０００６】
また、上記のような結露の発生は、省エネルギーという観点からも好ましくない。夏場に室内の温度を１℃下げるのに必要な冷房熱量は、冬場に室内の温度を１℃上げるのに必要な暖房熱量の約２倍となる。これは結露によって水蒸気の潜熱が解放されるからである。したがって、省エネルギーという観点からも別途に室内の湿度管理を行い、結露の発生をできるだけ防ぐことが望ましい。なお、冬場は室内が乾燥してしまうので加湿することが望ましいが、安価な加湿器を使用すると加湿しすぎる傾向にある。したがって、冬場においても適切な湿度管理が望まれる。
【０００７】
しかしながら、エアコンディショナーなどで湿度管理をしようとすると、機械送風による強制気流が生じるため、室内環境の快適性が大きく損なわれる。さらに湿度管理のために多量の電気を消費することとなるため、省エネルギーという観点からも望ましくない。
【０００８】
他の湿度管理方法としては、例えばデシカント式（ゼオライト式）の機器を用いることが考えられる。これはシリカゲルを利用した産業用のものを改良したものである。シリカゲル式は除湿する場合に冷凍機、加湿する場合にヒーターを用いているのに対し、ゼオライト式は常温で除湿可能であり、加湿する際にヒーターを用いている。ゼオライト式は円盤を利用したものが多いので小型化が容易である一方、円盤中央付近と円盤外側付近とで挙動が異なる関係上、大型化は難しい。また、工場などでは電気を用いなくとも余った熱をヒーターに用いることができるが、住宅のような場所ではヒーターに電気を用いることが多いので、省エネルギーという観点からは問題である。
【０００９】
最近は、ヒーターを用いなくとも比較的低い温度（２５℃付近）を境にして吸湿と放湿を行えるゼオライト式のようなものが開発されている。しかしながら、このような低い温度付近での吸湿と放湿は速度が遅いため、ヒーターなどの外部からのエネルギーを用いずに多量に吸湿又は放湿させるには設備を大型化する必要がある。しかしながら、今までのような円盤型のデシカント式は、上述したように大型化には不向きである。
【００１０】
そこで本発明は、快適な室内環境を維持しつつ少ないエネルギーで室内の湿度管理を行える調湿システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、本発明について説明する。
【００１２】
本発明は、室内に配置された吸湿材を備えた室内側吸湿部、室外に配置された吸湿材を備えた室外側吸湿部、および、室内と室外とを区切る壁、を備えており、該壁は鉛直方向の上部および下部にそれぞれ開口部を備えており、上部の開口部において、室内側吸湿部の鉛直方向上端と、室外側吸湿部の鉛直方向上端と、が繋げられるとともに、下部の開口部において、室内側吸湿部の鉛直方向下端と、室外側吸湿部の鉛直方向下端と、が繋げられており、吸湿材は常温で吸放湿可能であり、室内側吸湿部に備えられた吸湿材が吸湿して室内側吸湿部が室外側吸湿部より重くなると、室内側吸湿部が下がることによって、室外側吸湿部の上端が開口部から室内に引き入れられるとともに、室内側吸湿部の下端が開口部から室外に引き出され、室内側吸湿部に備えられた吸湿材が放湿して室内側吸湿部が室外側吸湿部より軽くなると、室外側吸湿部が下がることによって、室内側吸湿部の上端が開口部から室外に引き出されるとともに、室外側吸湿部の下端が開口部から室内に引き入れられる、調湿システムである。
【００１３】
本発明において「室内側吸湿部」および「室外側吸湿部」とは、単にそれらが配置される位置で区別したものであり、構造によって区別されるものではない。すなわち、吸湿材を備えた部位のうち室内側の部位を「室内側吸湿部」と称し、吸湿材を備えた部位のうち室外側の部位を「室外側吸湿部」と称する。したがって、同じ部位であっても室内側に位置しているときは「室内側吸湿部」と称し、室外側に位置しているときは「室外側吸湿部」と称する。
【００１４】
上記本発明の調湿システムにおいて、室内側吸湿部および室外側吸湿部は、水平方向に所定の幅を有した帯状の連結具と、該連結具に固定された複数の吸湿材と、を備えていることが好ましい。
【００１５】
また、上記本発明の調湿システムにおいて、吸湿材が透湿材によって筒状に形成された袋状体に封入されており、該袋状体は長手方向が水平になるように配置されるとともに鉛直方向に複数並列していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の調湿システムによれば、強制的に気流を生じさせることがないため、快適な室内環境を維持することができる。また、本発明の調湿システムによれば、適切に室内の湿度管理を行えるため、冷暖房兼用の大型パネルラジエータを壁際近くに設置しても結露による問題の発生を抑制することができ、効率よく調湿を行うことができる。さらに、本発明の調湿システムによれば、比較的低い温度を境にして吸湿および放湿できる吸湿材を有効に使うことによって、最小限のエネルギーで室内の湿度管理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（Ａ）は調湿システム１０の鉛直断面を概略的に示した図である。図１（Ｂ）は調湿システム１０の水平断面を概略的に示した図である。
【図２】図２（Ａ）は調湿システム１０’の鉛直断面を概略的に示した図である。図２（Ｂ）は調湿システム１０’の水平断面を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の上記した作用および利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。なお、各図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、簡略化している。また、繰り返しとなる符号は一部省略している。
【００１９】
図１（Ａ）は調湿システム１０の鉛直断面を概略的に示した図であり、図１（Ｂ）は調湿システム１０の水平断面を概略的に示した図である。
【００２０】
調湿システム１０は、天井１、床２および壁３、４、５で囲われた室内に一部が配置される。より具体的には、調湿システム１０は、室内に配置された吸湿材１３を備えた室内側吸湿部１１と、室外に配置された吸湿材１３を備えた室外側吸湿部１２と、室内と室外とを区切る壁３と、を備えている。なお、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２は同様の構造を有しており、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２とは、単にそれらが配置される位置で区別したものである。すなわち、吸湿材１３を備えた部位のうち室内側の部位を室内側吸湿部１１と称し、吸湿材１３を備えた部位のうち室外側の部位を室外側吸湿部１２と称する。したがって、同じ部位であっても室内側に位置しているときは室内側吸湿部１１と称し、室外側に位置しているときは室外側吸湿部１２と称する。
【００２１】
壁３は鉛直方向上部に開口部３ａ（以下、「上部開口部３ａ」という。）を備えており、鉛直方向下部には開口部３ｂ（以下、「下部開口部３ｂ」という。）を備えている。室内側吸湿部１１の鉛直方向上端と室外側吸湿部１２の鉛直方向上端は、上部開口部３ａにおいて繋げられており、室内側吸湿部１１の鉛直方向下端と室外側吸湿部１２の鉛直方向下端は、下部開口部３ｂにおいて繋げられている。
【００２２】
上部開口部３ａおよび下部開口部３ｂには、後述するようにして室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２の出入りはできるが、空気の出入りは抑制できるように構成されていることが好ましい。このような構成としては、例えば暖簾のようなものを設けることが考えられる。
【００２３】
室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２は、水平方向に所定の幅を有した帯状の連結具１４と該連結具１４で互いに固定された複数の吸湿材１３を備えている。吸湿材１３は、常温で吸放湿可能な吸湿材である。このような吸湿材１３の具体例としては、ゼオライト系水蒸気吸着材（三菱樹脂株式会社製、ＡＱＳＯＡ（登録商標））等を挙げることができる。連結具１４を構成する部材としては、調湿システム１０の使用環境に耐え得るものであって、複数の吸湿材１３を固定できるものであれば特に限定することなく用いることができる。なお、連結具１４の形態は帯状に限定されず、複数の吸湿材１３を固定できる形態であればよく、例えば紐状であってもよい。
【００２４】
また、図１では、吸湿材１３が透湿材によって筒状に形成された袋状体に封入されており、該袋状体は長手方向が水平になるように配置されるとともに鉛直方向に複数並列している形態を例示している。当該透湿材としては、当該透湿材で吸湿材１３を包んだときに、吸湿材１３が室内の水分を吸湿できる、又は吸湿材１３内の水分を室内へと放湿できる程度に透湿性を有するものであれば特に限定されない。当該透湿材としては、例えば、透湿性のある布や網状体を用いることができる。
【００２５】
次に、調湿システム１０の動作について説明する。上述したように、室内側吸湿部１１の上端と室外側吸湿部１２の上端とが繋がれるとともに、室内側吸湿部１１の下端と室外側吸湿部１２の下端とが繋がれていることによって、室内側吸湿部１１が吸湿して室外側吸湿部１２より重くなると、室内側吸湿部１１が下がることによって（図１に示した矢印Ｓの方向に室内側吸湿部１１が動くことによって）、室外側吸湿部１２の上端が上部開口部３ａから室内に引き入れられるとともに、室内側吸湿部１１の下端が下部開口部３ｂから室外に引き出される。一方、室内側吸湿部１１が放湿して室外側吸湿部１２より軽くなると、室外側吸湿部１２が下がることによって（図１に示した矢印Ｗの方向に室外側吸湿部１２が動くことによって）、室内側吸湿部１１の上端が上部開口部３ａから室外に引き出されるとともに、室外側吸湿部１２の下端が下部開口部３ｂから室内に引き入れられる。このように、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２は、壁３を挟んで室内と室外とを無限に行き来できるようにキャタピラー状に構成されている。なお、上記のように室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２が移動する際の摩擦を低減するため、滑車を設けるなどの工夫がなされていることが好ましい。
【００２６】
次に、パネルラジエータ２０を稼働させているときの調湿システム１０の動作についてより詳細に説明する。
【００２７】
夏場はパネルラジエータ２０の表面を低い温度に設定するため、その表面は結露しているが故にパネルラジエータ２０の周囲の湿度は１００％になる。また、パネルラジエータ２０の傍にある室内側吸湿部１１も冷やされて温度が低く湿度が高い状態になっている。室内側吸湿部１１に備えられた吸湿材１３は吸湿すると最大で約２０質量％重くなる。一方、室外は気温が高い故に室外側吸湿部１２に備えられた吸湿材１３は放湿するので、室外側吸湿部１２は室内側吸湿部１１よりも軽くなる。その結果、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２の重量バランスを取り戻すために、上述したように室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２が移動する。このように、吸湿材１３の吸湿および放湿と、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２の移動と、が繰り返されることによって、室内の湿気が室外の放出されることとなる。
【００２８】
冬場はパネルラジエータ２０の表面を高い温度に設定するため、パネルラジエータ２０の周囲の湿度は低くなっている。また、パネルラジエータ２０の傍にある室内側吸湿部１１も熱せされて温度が高くなり、湿度が低い状態になっている。そのため、室内側吸湿部１１に備えられた吸湿材１３は放湿し、軽くなる。一方、室外は気温が低い故に室外側吸湿部１２に備えられた吸湿材１３は吸湿して最大で約２０質量％重くなるので、室外側吸湿部１２は室内側吸湿部１１よりも重くなる。その結果、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２の重量バランスを取り戻すために、上述したように室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２が移動する。このように、吸湿材１３の吸湿および放湿と、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２の移動と、が繰り返されることによって、室外の湿気が室内に取り込まれることとなる。
【００２９】
上述したように、調湿システム１０によればパネルラジエータ２０を用いた際に室内の湿度を調整することができる。
【００３０】
これまでに説明したように、調湿システム１０によれば、吸湿材の吸湿または放湿速度にあわせて室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２の動きが最適化されるので、吸湿材の性能を最大限に生かすことができる。また調湿システム１０を設置する場所（湿度）に応じて性能を最適化させるためには、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２に備えられた吸湿材１３の体積や材質を変更するだけでよく、調湿性能を任意に調整することができる。
【００３１】
また、調湿システム１０は外部から動力を供給しなくとも自動で室内の湿度管理を行えるので、省エネルギーという観点からも好ましい。ただし、補助動力によって室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２を強制的に動かしたり、補助ヒーターなどを使って吸湿または放湿させたりする機能を備えさせることもできる。
【００３２】
なお、図示はしていないが、室内への風雨や虫などの侵入を防止するため、調湿システム１０の室外側、特に上部開口部３ａおよび下部開口部３ｂの室外側は他の部材で覆われていることが好ましい。調湿システム１０の室外側を覆う部材としては、室内への風雨や虫などの侵入を防止できるものであれば特に限定されないが、吸湿材１３が吸湿または放湿することを妨げないようにするために、透湿性のある部材またはネット状の部材で覆われた開口部を有することが好ましい。
【００３３】
また、図１では透湿材によって筒状に形成された袋状体に吸湿材１３が封入された形態を例示しているが、本発明はかかる形態に限定されない。例えば、透湿材によって球状や多面体状に形成された袋状体に吸湿材が封入された形態であってもよい。
【００３４】
また、これまでの本発明の説明では、室内側吸湿部１１および室外側吸湿部１２が吸湿材１３および連結具１４をそれぞれ備えた形態を例示したが、本発明はかかる形態に限定されない。上述したように、本発明の調湿システムに備えられる室内側吸湿部および室外側吸湿部は、壁の上部開口部において室内側吸湿部の鉛直方向上端と室外側吸湿部の鉛直方向上端とが繋げられるとともに、壁の下部開口部において室内側吸湿部の鉛直方向下端と室外側吸湿部の鉛直方向下端とが繋げられた形態であればよく、例えば、図２に例示したように室内側吸湿部および室外側吸湿部が１つの帯状体によって構成されていてもよい。図２（Ａ）は調湿システム１０’の鉛直断面を概略的に示した図であり、図１（Ａ）に対応する図である。図２（Ｂ）は調湿システム１０’の水平断面を概略的に示した図であり、図１（Ｂ）に対応する図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）において、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示したものと同様の構成のものには同符号を付しており、これらについては説明を省略する。
【００３５】
調湿システム１０’は、吸湿性を備えた帯状の壁材１３’を備えている。壁材１３’は上部開口部３ａおよび下部開口部３ｂを通して室内側と室外側とにそれぞれ一部が配置されるように設置されている。すなわち、壁材１３’の室内側が室内側吸湿部１１’となり、壁材１３’の室外側が室外側吸湿部１２’となる。さらに、調湿システム１０’には、室内側吸湿部１１’および室外側吸湿部１２’の移動時の抵抗を低減させる目的で、鉛直断面における壁３の四隅に、図２（Ａ）の紙面奥／手前方向に延びる軸を回転軸として自由に回転できる円柱状体１５が設けられている。
【００３６】
壁材１３’には、建材として通常用いられている壁材を用いることもできるが、吸湿材を帯状に成形したり、帯状の基材に吸湿材を塗布または含浸させたりして構成することが好ましい。当該吸湿材が満たすべき吸放湿性能は、上述した吸湿材１３と同様である。壁材１３’には模様や色彩を付しやすく、且つ、凹凸を少なくすることができるため、室内側吸湿部１１’および室外側吸湿部１２’を壁材１３’で構成することによって、室内側吸湿部１１’および室外側吸湿部１２’を意匠性に優れたものとすることが容易となる。
【００３７】
ただし、本発明の調湿システムは、上述したように、吸湿材が吸湿または放湿することによって室内側吸湿部と室外側吸湿部との間に重量差ができることにより、調湿機能を発揮する。吸湿材が吸湿または放湿することによってできる室内側吸湿部と室外側吸湿部との間の重量差を大きくしやすくする観点からは、室内側吸湿部および室外側吸湿部に備えられる吸湿材の体積を大きくし、且つ、吸湿材が外気を接する面積を大きくすることが好ましい。この条件を簡単に満たすという観点からは、図１に例示したように透湿材によって筒状に形成された袋状体に吸湿材が封入された形態とすることが好ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１  天井
２  床
３、４、５  壁
３ａ  上部開口部
３ｂ  下部開口部
１０、１０’  調湿システム
１１、１１’  室内側吸湿部
１２、１２’  室外側吸湿部
１３  吸湿材
１３’  壁材
１４  連結具
１５  円柱状体
【図１】
2014059129.tif 000003
【図２】
2014059129.tif 000004