JP2007333310A - 湿度調整システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実験棟の室内に、セラミック多孔質体から成る複数の調湿材21aと、この調湿材21aを加水する加水手段21bとを備えた第1及び第2の調湿パネル21A,21Bを設置するとともに、当該実験棟の室内中央部に室内の相対湿度(%)を計測する室内用湿度センサ25を設置し、この室内用湿度センサ25の出力に基づいて、上記調湿材21aに加水して室内の加湿を行うようにした。また、梅雨期においては、加水を行わず、加熱手段21cにて調湿材21aの温度を上げて上記調湿材21aの吸水性を高め、室内の除湿を行う。
【選択図】図2
Description
一方、室内の湿度を調整する装置としては、加湿器と除湿器とを備え、吸込んだ外気を加湿もしくは除湿するとともに、この湿度調整された空気を室内供給する調湿換気装置が知られている。上記調湿換気装置の除湿器はエアコンと同様の構成である。また、加湿器としては、合成樹脂材料から構成された多数の微細孔を有する複数の透湿膜パイプを平行に配置するとともに、これらの透湿膜パイプの周囲に加湿水を配置して構成した透湿膜加湿器が用いられている。上記透湿膜パイプは、液状の水は通さず、水蒸気のみを透過させるので、この透湿膜パイプを介して吸込んだ外気を室内に供給すれば、上記透湿膜パイプを通過した空気は上記水蒸気により加湿されるので、加湿された空気を室内に供給することができる(例えば、特許文献1参照)。
また、上記調湿換気装置は加湿器の構造が複雑であるだけでなく、外気を室内に取り込むための給気経路や吸気ファン、及び、室内の空気を室外に排出するための排気経路や排気ファンなどが必要なことから、装置が大掛かりになるので、一般の住宅、特に、集合住宅などの室内の加湿には不向きであった。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の湿度調整システムにおいて、上記吸湿体に給水用の***を設けるとともに、上記加水手段を、上記***に通水して上記吸湿体に加水する構成としたものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の湿度調整システムにおいて、上記吸湿体の表面に送風する送風手段を設けて、上記吸湿体からの湿気の放出を助長するようにしたものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の湿度調整システムにおいて、上記吸湿体に通風用の***を設けるとともに、上記***に送風する送風手段を設けて、上記吸湿体からの湿気の放出を助長するようにしたものである。
このとき、上記加水手段としては、上記吸湿体表面に霧状の水を噴霧したりして加水する構成のものであってもよいし、吸湿体に給水用の***を設け、この***に通水して上記吸湿体に加水する構成のものであってもよい。
また、上記吸湿体を加熱する加熱手段を設けて、上記吸湿体の温度を高めたり、上記吸湿体の表面に送風する送風手段を設けて、上記吸湿体の湿気の放出を助長するようにすれば、室内の加湿を更に効率よく行うことができる。また、上記吸湿体に通風用の***を設け、上記***に送風して、上記吸湿体からの湿気の放出を助長するようにしてもよい。
また、湿度調整を行う室内に、吸湿体とこの吸湿体を加熱する加熱手段とを備えた湿度調整用ユニットとを備えた湿度調整用ユニットを設けるとともに、上記室内に設けられた湿度センサーと、この湿度センサーで検知した当該室内の湿度に基づいて上記吸湿体の温度を制御し、上記吸湿体の吸水力を増加させて当該室内を除湿するようにすれば、簡単な構成で梅雨時期などにおける除湿を容易に行うことができる。
最良の形態1.
図1は、本発明の最良の形態1に係る湿度調整システムを備えた実験棟10の一例を示す平面図で、図2は本発明による湿度調整システム20の構成を示すブロック図である。各図において、21A,21Bは実験棟10の西側の壁11の近傍に配置された第1及び第2の調湿パネルで、この第1及び第2の調湿パネル21A,21Bはそれぞれ、吸湿体であるセラミック多孔質体から成る複数の湿度調整部材(以下、調湿材という)21aと、この調湿材21aに加水する加水手段21bと、上記調湿材21aを加熱するための加熱手段21cと、上記調湿材21aの表面に風を送るための送風手段21dとを備えている。
22は実験棟10の西側の壁11及び東側の壁12,13とにそれぞれ設置されたパネルヒータ、23は灯油ボイラー23aで暖めた不凍液を上記実験棟10の床部14内に配管されたパイプ23bに循環させて、上記床部14を介して上記実験棟10内を暖房する床暖房装置で、上記パネルヒータ22と床暖房装置23とにより、本システムの暖房手段24を構成する。
なお、上記室外用湿度センサ27、室外用温度センサ28、及び、調湿システムモニター手段31は、第1及び第2の調湿パネル21A,21Bの性能を評価するために本実験棟10に限って設けられたもので、本発明による湿度調整システム20を通常の建物に適用する場合には設ける必要はない。
本例では、更に、上記第1及び第2の調湿パネル21A,21Bの下側に送風手段21dを配置して上記調湿材21aの表面に送風することができるようにするとともに、図3(b),(c)に示すように、上記調湿材21aの裏面側に当該調湿材21aを加熱する、例えば、フィルム状の抵抗から成る電気ヒータなどの加熱手段21cを取付けて上記調湿材21aの温度を高め、上記調湿材21aからの湿気の放出を助長することができるようにしている。なお、加熱手段21cを取付ける際には、上記調湿材21aの裏面側を防水処理するとともに、上記加熱手段21cの裏面側を断熱材21nにて覆ってやることが望ましい。
また、上記調湿材21aを枠体21mに貼付ける際には、調湿材21aの一方の側面に所定の間隔で穴部を設け、他方の側面に上記穴部に嵌入する突起部を設けて、隣接する調湿材21a同士を接続したり、上記の図3(a)に示すように、接続時に互いに係合する凹部や凸部を有する複数のタイプの調湿材21aを準備し、これらを係合するようにすれば、枠体21mへの貼付けが容易となる。
まず、暖房手段24であるパネルヒータ22,22と床暖房装置23をともに稼動させるとともに、実験棟10内の室温が所定の温度(例えば、20℃)に保つように、パネルヒータ22,22への供給電力量と灯油ボイラー23aの図示しないバーナーの燃焼量とを上記室内用温度センサ26の検出出力に基づいて制御する。
次に、第1及び第2の調湿パネル制御手段30A,30Bにより、室内用湿度センサ25で計測した室内の相対湿度(%)に基づいて、加水手段21bの加水用ポンプ21rを稼動させてビニールパイプ21pに加水し、第1及び第2の調湿パネル21A,21Bの各調湿材21aに水分を補給することにより、室内を加湿する。
具体的には、図4に示すように、室内用湿度センサ25で計測した実験棟10内の相対湿度が、例えば、60%を下まわると、加水手段21bが作動して、ガーゼ状の薄い布に包んだビニールパイプ21pから各調湿材21aの表面に水が供給され、各調湿材21aに水分が補給されて、室内の相対湿度が上昇する。そして、室内の相対湿度が60%に達すると、水分の補給は中断される。このように、加水手段21bをシーケンス制御すれば、各調湿材21aには、上記水分の補給により、十分な水分が貯えられている。したがって、湿度の低下に伴って上記各調湿材21aに貯えられている水分が室内に放出されるので、長時間水分の補給が中断されていても、室内の湿度が急激に低下することはない。
このように、従来の簡易加湿器では、乾燥した冬季においては、頻繁に水を沸騰させて水蒸気を室内に供給する必要があったが、本発明の湿度調整システム20では、上記各調湿材21aを構成するセラミック多孔質体には十分な水分が保持されているので、上記加水処理は湿度が下降したときにのみ行えばよい。また、従来の簡易加湿器では湿度の制御ができないのに対し、本発明の湿度調整システム20では湿度の制御が可能なので、室内の相対湿度を設定湿度に確実に保持することができる。
このとき、送風手段21dを稼動させて上記調湿材21aの表面に送風するようにすれば、上記調湿材21aからの湿気の放出が助長されるので、室内の相対湿度を速やかに設定湿度に到達させることができる。
また、上記調湿材21aは、室内が低湿度でかつ調湿材21aの空隙21vに捕獲している水分wが多い場合でも、温度を上げると、上記調湿材21aは水分wをより保水することができるようになる。したがって、図5に示すように、加熱により増加した上記調湿材21aの空隙21vに捕獲されている水分wが室内に放出され、加湿が助長される。
そこで、調湿材21aの温度が低い場合や湿度を急速に高めたい場合などには、加熱手段21cを稼動させるとともに、調湿材用温度センサ29a,29bで検出した調湿材21aの温度が予め設定された所定温度になるまで上記調湿材21aを加熱して上記調湿材21aの温度を高めるようにすれば、上記のように、セラミック多孔質体に保持されている水分が増加し、その結果水分の放出が促進されるので、室内の相対湿度を速やかに設定湿度に到達させることができる。
更に、上記第1及び第2の調湿パネル21A,21Bの下側に送風手段21dを配置して上記調湿材21aの表面に送風したり、上記調湿材21aの裏面側に加熱手段21cを取付けて上記調湿材21aの温度を高めたりなどして、上記調湿材21aからの湿気の放出を助長するようにすれば、室内の相対湿度を速やかにかつ効率よく設定湿度に到達させることができる。
また、上記例では、調湿材21aとしてセラミック多孔質体を用いたが、調湿材21aの材質はこれに限るものではなく、パーライトやカーボンなどの他の吸湿材を用いてもよい。
また、上記例では、上記ビニールパイプ21p、加水槽21q、加水用ポンプ21rを備えた加水手段21bを第1及び第2の調湿パネル21A,21Bの共通の加水手段としたが、第1及び第2の調湿パネル21A,21Bにそれぞれ加水手段21bを設けるようにしてもよい。また、加水手段21bも上記例に限るものではなく、調湿材21aに所定量の水分を加水できるものであれば、他の構成であってもよい。
また、調湿材21aの組立て方法としては、図6(a),(b)に示すように、各調湿材21aに給水用の貫通孔21hを設け、この貫通孔21hに多数の微小な穴を有するパイプ21Pを埋設し、隣接する調湿材21a同士を中空状の連結部材21Qで連結するようにしてもよい。そして、図5(b)に示すように、上記連結された調湿材21aのうちの端部に位置する調湿材21aに埋設された各パイプ21Pに水導入用の分岐パイプ21Mを取付け、他方の端部に位置する調湿材21aに埋設された各パイプ21Pに水回収用の分岐パイプ21Nを取付けて、上記各パイプ21Pに加水すれば、上記各調湿材21aに水分を補給することができる。
また、上記給水用の貫通孔21hとは別に、上記調湿材21aに通風用のパイプ状の***を複数個設けて上記***に送風し、上記調湿材21aからの湿気の放出を助長するようにしてもよい。
上記最良の形態1では、冬季などの乾燥期において室内を加湿するのに用いられる湿度調整システムについて説明したが、上記調湿材21aを用いて、梅雨時期などに当該室内を除湿するための湿度調整システムを構築することも可能である。
上記調湿材21aを湿度が高い状態で長時間放置すると、調湿材21aの空隙21vに捕獲している水分wが殆ど満杯の状態になる。そこで、梅雨時期などには、上記調湿材21aの温度を上げて調湿材21aの吸水性を高めるようにすれば、図7に示すように、室内の湿度が高くなった場合には、水分wが吸水性が高まった調湿材21aの空隙21vに捕獲されるので、室内の除湿を容易に行うことができる。
図8は、本最良の形態2に係る湿度調整システム20Zの構成を示す図で、本例の湿度調整システム20Zは、図1に示す湿度調整システム20において、室内用湿度センサ25の出力に基づいて、第1及び第2の調整パネル21A,21Bの各調湿材21aの温度を、加熱手段21c,21cにて制御するという簡単な構成で室内の除湿を行うことができる。また、通常のエアコンによる除湿では、空気流をある程度冷やすことで除湿しているが、本例では、室内の温度に影響を与えることなく除湿ができる。
図9は、モニター手段にてモニターした、実験棟内の室内気温(℃)、相対湿度(%)、加水手段のON−OFF状態(加水のシーケンス制御)、及び、その時の加水量(g)の時間変化を示す図である。本実施例では、室温を20℃に保持している。なお、図には記載していないが、外気温は−12℃〜8℃まで変化している。
ここで、設定相対湿度を60%に設定し、室内用湿度センサで計測した室内の相対湿度が60%を下回った場合に加水を行って室内の湿度制御を行った。その結果、加水手段のON−OFF状態のみによる加湿で相対湿度(%)がほぼ60%に保持されていることから、本発明による、セラミック多孔質体に加水するという簡単な構成の調湿システムを用いても、室内の湿度を適切に調整することができることが確認された。また、昼間は外気温の変化による影響が大きいだけでなく、室内で人が出入りしたり活動することにより湿度の変化が大きくなっているにもかかわらず、室内の相対湿度(%)はほぼ一定に保持されていることから、本発明の調湿システムは湿度の変化に十分に追従できていることが分かる。
20 湿度調整システム、21A 第1の調湿パネル、21B 第2の調湿パネル、
21a 湿度調整部材(調湿材)、21b 加水手段、21c 加熱手段、
21d 送風手段、22 パネルヒータ、23 床暖房装置、23a 灯油ボイラー、
23b パイプ、24 暖房手段、25 室内用湿度センサ、26 室内用温度センサ、27 室外用湿度センサ、28 室外用湿度センサ、
29a,29b 調湿材用温度センサ、30A 第1調湿パネル制御手段、
30B 第2の調湿パネル制御手段、31 調湿システムモニター手段。
Claims (6)
- 吸湿体とこの吸湿体に加水する加水手段とを備えた湿度調整用ユニットと、湿度調整を行う室内に設けられた湿度センサーと、この湿度センサーで検知した当該室内の湿度に基づいて、上記吸湿体に加水する水量を制御して当該室内を加湿する湿度制御手段とを備えたことを特徴とする湿度調整システム。
- 上記吸湿体に給水用の***を設けるとともに、上記加水手段は、上記***に通水して上記吸湿体に加水することを特徴とする請求項1に記載の湿度調整システム。
- 上記吸湿体を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の湿度調整システム。
- 上記吸湿体の表面に送風する送風手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の湿度調整システム。
- 上記吸湿体に通風用の***を設けるとともに、上記***に送風する送風手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の湿度調整システム。
- 吸湿体とこの吸湿体を加熱する加熱手段とを備えた湿度調整用ユニットと、湿度調整を行う室内に設けられた湿度センサーと、この湿度センサーで検知した当該室内の湿度に基づいて、上記吸湿体の温度を制御して当該室内を除湿する湿度制御手段とを備えたことを特徴とする湿度調整システム。
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