JP7036491B2

JP7036491B2 - 調湿装置

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Publication number: JP7036491B2
Application number: JP2018076300A
Authority: JP
Inventors: 信裕小林; 晃佐竹
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-04-11
Also published as: JP2019184170A

Description

本発明は、調湿装置に関する。

従来、吸着剤を用いて空気の湿度を調節するデシカント調湿装置が知られている。デシカント調湿装置は、除湿運転時には空気中の水分を吸着剤に吸着して除湿を行い、加湿運転時には吸着剤に含まれる水分を加熱して室内に供給する。

特許文献１は、２つの吸着剤を備えるバッチ式のデシカント調湿装置を開示する。この装置は、吸着剤が担持された熱交換器を含む冷媒回路を２系統備えている。そして、冷媒の流れと空気の流れを所定の時間ごとに切り替えることにより、２系統で交互に調湿を行うことができる。一方の系統が調湿を行っている間に、他方の系統で吸着剤の再生を行うことにより、調湿と再生を並行して実施可能にしている。
特許文献２も、２つの吸着ユニットを備え、所定の時間間隔で交互に機能を切り替える調湿装置を開示する。

また、デシカント調湿装置において、太陽熱や排熱を活用して省エネルギーを図る試みがある。例えば特許文献３に記載の調湿装置は、蓄熱槽として内部に液体が貯留されたタンクを備える。そして、太陽熱パネルで集光することによって温められたタンク内部の液体を用いて吸着剤を再生する。
また、特許文献４に記載の調湿装置は、再生用の空気を加熱するための温水熱交換器を備えており、燃料電池の排熱などの熱源から供給された温水と再生用の空気との間で熱交換を行う。そして、温水熱交換器で加熱された空気を吸着剤へ導入し、吸着剤から水分を脱離させる。

特開２００４－３５３８８７号公報特開２０１６－０２３８８４号公報特開２０１６－０３８１７７号公報特開２００５－１７２２７２号公報

バッチ式デシカント調湿装置の空気の流路を所定時間ごとに切り替えるために、電気駆動式のダンパを用いることがある。例えば特許文献１の装置は、開口を開／閉の２つの状態の間で切り替えるためのダンパを用いている。しかしこの装置では各熱交換室が４つの開口を備えており、それぞれの開口にダンパを設けることにより装置構造の大型化やコスト増を招く可能性がある。

また、特許文献２では、調湿装置の空気流路を同軸の２ダンパを用いて切り替えている。しかしこの構造では、調湿装置が所定の内部構造を持つ必要があり、また２つのダンパを同軸に設置する必要があるため、装置の構造に制約が加わることになっている。

一方、太陽熱等を利用して吸着剤から水分を脱離させるデシカント空調システムにおいては、日没後も装置を稼働させるために、昼のうちに太陽集熱器等を用いて作った温水を蓄熱槽に貯める。しかし、吸着剤から水分を脱離させるには６０°Ｃ程度の温水が必要で
あるため、熱が逃げないよう断熱された大きな蓄熱槽が必要となり、装置の設置場所が制約されるおそれがある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易で設置場所の制約が少ない構成のバッチ式のデシカント調湿装置を提供することにある。

本発明は、吸着剤と、内部を通過する流体が前記吸着剤との間で熱交換を行う熱交換部材とをそれぞれが有する、第１の槽および第２の槽と、
四方向ダンパを用いた制御に応じて空気流路を切り替えるダクト群であって、
除湿運転モードにおいては、第１の空気導入部から引き込まれた第１の空気が、前記第１の槽および前記第２の槽のうち一方の槽に供給され、前記一方の槽の前記吸着剤を再生したのち排気される第１の空気流路と、第２の空気導入部から引き込まれた第２の空気が、前記一方の槽ではない他方の槽に供給され、前記他方の槽の前記吸着剤によって除湿されたのち室内に供給される第２の空気流路と、を形成し、
加湿運転モードにおいては、前記第１の空気導入部から引き込まれた前記第１の空気が、前記第１の槽および前記第２の槽のうち一方の槽に供給され、前記一方の槽の前記吸着剤に含まれる水分によって加湿されたのち室内に供給される第３の空気流路と、前記一方の槽ではない他方の槽を含む循環経路内で空気が循環する第４の空気流路と、を形成する、ダクト群と、
弁を用いた制御に応じて流体流路を切り替える配管群であって、
前記除湿運転モードにおいては、冷水源からの冷水が、前記第２の空気流路に含まれる前記他方の槽の前記熱交換部材に供給される第１の流体流路と、温水源からの温水が、前記第１の空気流路に含まれる前記一方の槽の前記熱交換部材に供給されるような第２の流体流路と、を形成し、
前記加湿運転モードにおいては、前記温水源からの温水が、前記第３の空気流路に含まれる前記一方の槽の前記熱交換部材に供給されるとともに、前記第４の空気流路に含まれる前記他方の槽の前記吸着剤に供給されるような、第３の流体流路を形成する、配管群と、
を備えることを特徴とする調湿装置を提供する。

この構成によれば、バッチ式の動作を行うデシカント調湿装置の除湿時および加湿時のいずれにおいても、四方向ダンパを用いて空気流路を効率よく切り替えることができる。そのため、装置の設置場所の制約を減らすとともに、製造コストや運用コストを低減することができる。

上記の調湿装置は、制御部を備え、前記除湿運転モードにおいては前記第１の槽と前記第２の槽のいずれが前記第１の空気流路に含まれるかを一日ごとに切り替え、前記加湿運転モードにおいては前記第１の槽と前記第２の槽のいずれが前記第３の空気流路に含まれるかを一日ごとに切り替えるようにしても良い。制御部はまた、前記調湿装置を前記除湿運転モードと前記加湿運転モードの間で切り替えても良い。
この構成によれば、制御部が一日ごとに運転モードを切り替えるため、一日の中で変動のある自然エネルギーを熱源として利用する場合でも、安定した除加湿や再生を実施できる。

上記の調湿装置は、前記第３の流体流路において、前記温水は噴霧によって前記吸着剤に供給される構成でもよい。これにより、加湿運転モードで吸着剤に確実に水分を含有させることができる。
また、前記第１の空気導入部が太陽光パネルによって暖められた前記第１の空気を引き込む構成を採用しても良い。また、前記温水源が、燃料電池により暖められた水、または
、太陽エネルギーによって暖められた水を供給する構成を採用しても良い。また、前記冷水源が、井水、または、ヒートポンプ冷熱による冷却水を供給する構成を採用しても良い。これらの構成により、建物の省エネルギー化を実現できる。

本発明によれば、簡易で設置場所の制約が少ない構成のバッチ式のデシカント調湿装置を提供することができる。

本発明の調湿装置における、除湿運転時の空気流路を説明する図。本発明の調湿装置における、加湿運転時の空気流路を説明する図。本発明の調湿装置における、除湿運転時の冷温水流路を説明する図。本発明の調湿装置における、加湿運転時の冷温水流路を説明する図。本発明の調湿装置の調湿層の、除湿運転時の状態を説明する図。本発明の調湿装置の調湿層の、加湿運転時の状態を説明する図。第２の実施形態の調湿装置における、除湿運転時の冷温水流路を説明する図。第２の実施形態の調湿装置における、加湿運転時の冷温水流路を説明する図。比較例の調湿装置における、除湿運転時の空気流路を説明する図。比較例の調湿装置における、加湿運転時の空気流路を説明する図。

以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、以下に記載されている構成ブロックやそれらの相対配置などは、発明が適用されるシステムの各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

本発明は、調湿装置および調湿システム、それらを備える建物、ならびに、それらの制御方法に好ましく適用できる。本発明はまた、情報処理装置の演算資源を利用して動作し、各制御方法の各工程を情報処理装置に実行させるプログラムや、かかるプログラムが格納されたコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、非一時的な記憶媒体であっても良い。

［第１の実施形態］
＜構成＞
本発明の調湿装置１に関する概略構成を説明する。調湿装置１は、バッチ式のデシカント除加湿を実現するための２つの吸着槽として、第１の槽１００と第２の層２００を備える。除湿運転時には、一方の槽で吸着剤による除湿を行っている間、他方の槽で吸着剤を再生する。加湿運転時には、一方の槽で吸着剤から水分を脱離させて加湿を行っている間、他方の槽で吸着剤に水分を吸着させる。

調湿装置１は、運転モードの除湿と加湿の間での切り替え（第１の切り替え処理）や、空気流路の切り替え（第２の切り替え処理）、冷温水流路の切り替え（第３の切り替え処理）を制御する制御部を備える（不図示）。第２および第３の切り替え処理は、２つの吸着槽の機能を互いに入れ替えるために行われる。制御部は、プログラムやユーザによる指示入力に従い、各ブロックに制御信号を送信して切り替え制御を行う。制御部としては、ＣＰＵやメモリ等の演算資源を備える情報処理装置が好適である。ただし、ユーザが直接各ブロックを制御して各種の切り替え制御を行っても良い。

制御部による運転モードの切り替えは、予めスケジュールされた所定の日時に行われても良い。例えば調湿装置１は、夏季は除湿運転モードで、冬季は加湿運転モードで運転を行う。また、制御部による空気流路や冷温水流路の切り替えは、好ましくは、予めスケジュールされた所定の時間間隔で行われる。例えば、温水源や冷水源として一日単位で変動する太陽光などの自然エネルギーを用いる場合、空気流路や冷温水流路も一日ごとに切り替えると良い。
あるいは、制御部は、温度センサや湿度センサなどの環境センサの測定値に応じて、切り替え処理に関する構成要素（例えばポンプ、噴霧部、送風機など）を制御しても良い。例えば冷温水の循環に関して言えば、水温がある閾値以下になったら温水ポンプによる温水の供給を停止し、水温がある閾値以下になったら冷水ポンプによる冷水の供給を停止するようにしても良い。また、加湿時の水の噴霧について言えば、槽内の相対湿度がある閾値を越えたら再生処理が完了したと判断して噴霧を停止しても良い。また、空気循環時の送風機制御について言えば、中央監視からのスイッチ、もしくは室内壁スイッチによって、「定風量モード」と「ＣＯ_２濃度制御モード」を切り替える構成にしてもよい。ここでＣＯ_２濃度制御モードは、計測した室内のＣＯ_２濃度をもとに、必要な換気風量になるように、給気用の送風機の風量を下げ省エネを図るモードである。

（空気流路に関する構成）
図１（Ａ）および（Ｂ）を用いて、調湿装置１の空気流路に関する構成を説明する。本実施形態の調湿装置１は、ダクト３０１～３１２、送風機３３１および３３２、逆止ダンパ３５１～３５４、四方向ダンパ４０１～４０３、第１の外気導入部５０１（ＰＶＯＡ導入部）、ＳＡ送出部５０２、第２の外気導入部５０３、ＥＡ送出部５０４、太陽光パネル６００を備える。

図中、各逆止弁に付された矢印は空気の流れる方向を示す。また、各四方向ダンパの丸の中に示された線は、接続された４本のダクトを２本ずつ２組に分ける際の組み合わせを示す。例えば、図１（Ａ）の四方向ダンパ４０１は、ダクト３０１と３０７、および、ダクト３０２と３０４を、それぞれ組み合わせる。また、白抜きで示されたダクトは給気経路であり、黒い線で示されたダクトは排気／循環経路である。ダクト３０１～３１２を総称してダクト群とも呼ぶ。

それぞれのダクト、送風機、四方向ダンパ、逆止ダンパ、導入部および送出部などの各部材の材質は特に限定されず、一般的な空気調和装置に利用される部材など、任意のものを利用して良い。また、各部材のサイズ、強度、性能についても、要求される除湿性能や、調湿装置１を設置する建物の構造などに応じて任意に決定して良い。

第１の外気導入部５０１は、屋外から調湿装置内部に外気（ＯｕｔｄｏｏｒＡｉｒ）を引き込む。本実施形態では、第１の外気導入部５０１は太陽光パネル６００により暖められた外気（ＰＶＯＡ）を導入する。なお、太陽光パネルの代わりに太陽集熱パネルを用いてもよい。ただし、太陽光パネルであれば集熱に加えて発電を行えるという利点がある。第２の外気導入部５０３は、第１の外気導入部５０１とは別に、調湿装置内に外気を引き込む。ＳＡ送出部５０２は、調湿装置内部で湿度を調整された空気を、給気（ＳｕｐｐｌｙＡｉｒ）として室内に送り出す。ＥＡ送出部５０４は、調湿装置から室外に排気（ＥｘｈａｕｓｔＡｉｒ）を送り出す。空気は、調湿装置内に導入されてから室内または室外に送出されるまでの間、各ダクトおよび各吸着槽の内部を通過する。空気が移動する際には、各逆止ダンパおよび各送風機により移動方向を規定され、各四方向ダンパにより流路を規定される。
なお、本実施例では調湿装置内部に引き込む対象を「外気」としている。しかし本発明は、外気以外の空気、例えば室内循環空気を調湿する装置にも適用できる。その場合、「第１の外気導入部」および「第２の外気導入部」は、それぞれ「第１の空気導入部」およ
び「第２の空気導入部」と読み替えれば良い。

（除湿時の空気流路）
図１（Ａ）の場合を例として除湿時の空気流路を説明する。ここでは、第１の槽１００が吸着剤により空気を除湿し、第２の槽２００が吸着剤の水分を取り除いて再生する。なお、制御部が四方向ダンパ４０１および４０３の接続状態を切り替えることにより、調湿装置が図１（Ｂ）の状態に移行すると、第２の槽２００が除湿側となり、第１の槽１００が再生側となる。

除湿側：第２の外気導入部５０３から引き込まれた外気ＯＡは、ダクト３０９，３０４，３０２を介して第１の槽１００に導入される。第１の槽１００は、吸着剤を用いて空気中の水分を取り除く。湿度の低下した空気は、ダクト３０３，３１１，３１２を経由して、ＳＡ送出部５０２から室内に供給される。

再生側：第１の外気導入部５０１から引き込まれた外気ＰＶＯＡは、ダクト３０１，３０７を介して第２の槽２００に導入される。第２の槽２００は、導入された空気を用いて吸着剤から水分を脱離させる。その後、空気はダクト３０８，３０６，３０５，３１０を経由して、ＥＡ送出部５０４から室外に排気される。

（加湿時の空気流路）
図２（Ａ）の場合を例として加湿時の空気流路を説明する。ここでは、第１の槽１００が空気を加湿し、第２の槽２００が吸着剤に水分を補給して再生する。なお、制御部が四方向ダンパ４０１および４０３の接続状態を切り替えることにより、調湿装置が図２（Ｂ）の状態に移行すると、第２の槽２００が加湿側となり、第１の槽１００が再生側となる。

加湿側：第１の外気導入部５０１から引き込まれた外気ＰＶＯＡは、ダクト３０１，３０２を介して第１の層１００に導入される。第１の槽１００は、吸着剤が保持する水分によって空気の湿度を上昇させる。その後、空気はダクト３０３，３１１，３１２を経由して、ＳＡ送出部５０２から室内に供給される。

再生側：再生側においては、循環気が所定の経路内を循環する。すなわち、第２の槽２００から導出された空気は、ダクト３０８，３０６，３０５，３０４，３０７を経由して再び第２の槽２００に帰還する。後述するが、第２の槽内部では水の噴霧により吸着剤に水分が供給されている。

まとめると、図１に示す除湿運転モードでは、ダクト群は、ダンパ等による制御に応じて、第１の外気導入部から引き込まれたＰＶＯＡ（第１の外気）が第１の槽または第２の槽のいずれか（一方の槽）に供給されて吸着剤の再生を行ったのち排気されるような第１の空気流路と、第２の外気導入部から引き込まれたＯＡ（第２の外気）がもう一方の槽（他方の槽）に供給されて除湿されたのち室内に供給されるような第２の空気流路と、を形成する。
また、図２に示す加湿運転モードでは、ダクト群は、ダンパ等による制御に応じて、第１の外気導入部から引き込まれたＰＶＯＡ（第１の外気）が第１の槽または第２の槽のいずれか（一方の槽）に供給されて、吸着剤から水分を受け取ったのち室内に供給されるような第３の空気流路と、もう一方の槽（他方の槽）を含む循環経路内で空気が循環する第４の空気流路と、を形成する。

（冷温水流路に関する構成）
図３（Ａ）および（Ｂ）を用いて、調湿装置１の冷温水流路に関する構成を説明する。
本実施形態の調湿装置１は、冷水源７００、冷水ポンプ７１０、温水源７５０、温水ポンプ７６０、四方弁８０１および８０２、配管８５１～８５８、第１の槽１００用の第１の噴霧部用配管１４２、第２の槽２００用の第２の噴霧部用配管２４２を備える。なお、配管を冷水と温水のいずれが通るかは四方弁の制御状態にも依存するため、冷水および温水を含む流体を、冷温水と総称する。配管８５１～８５８と、各噴霧用配管を総称して、配管群とも称する。

図中、ポンプに付された三角形は水の流れる方向を示す。また、各四方弁の丸の中に示された線は、接続された４本の配管を２本ずつ２組に分ける際の組み合わせを示す。例えば、図３（Ａ）の四方弁８０１は、配管８５１と８５７、および、配管８５５と８５３を、それぞれ組み合わせる。また、白抜きで示された配管は冷水経路であり、黒い線で示された配管は温水経路である。それぞれの配管を冷水と温水いずれの流体が通過するかは、制御部の切り替えに応じて変化する。それぞれの配管、ポンプ、四方弁、温冷水源などの各部材の材質は特に限定されず、一般的な空気調和装置に利用される部材など、任意のものを利用して良い。また、各部材のサイズ、強度、性能についても、要求される除湿性能や、調湿装置１を設置する建物の構造などに応じて任意に決定して良い。

冷水源７００が供給する冷水として例えば、井水、ヒートポンプ冷熱による冷却水、冷却塔における冷水、気化冷却された冷水などを利用できる。冷水で吸着剤を冷却することにより、吸着熱の発生による温度の上昇によって低下した水分を吸着する能力を回復できる。温水源７５０が供給する温水として例えば、発電装置（例えば、燃料電池やコジェネレーションシステム）の排熱を利用して暖められた水や、太陽エネルギーによって暖められた水を利用できる。なお、「冷水」および「温水」という用語は、流体の温度を厳密に規定するものではない。冷温水の温度は、所望の除加湿性能や装置構成上の制約に応じて変わるが、典型的には、冷水は１５°Ｃ程度、温水は６０°Ｃ程度である。ただし、特に自然エネルギーを温熱源または冷熱源として利用する場合、ある程度の変動は許容し得る。また、冷温水源から吸着槽に導入され、熱交換による除加湿に利用された後の水は、循環させて再利用して構わない。

（除湿時の冷温水流路）
図３（Ａ）の場合を例として除湿時の冷温水流路を説明する。ここでは、第１の槽１００が吸着剤により空気を除湿し、第２の槽２００が吸着剤の水分を取り除いて再生する。なお、制御部が四方弁８０１および８０２の空気の経路を切り替えることにより、調湿装置が図３（Ｂ）の状態に移行すると、第２の槽２００が除湿側となり、第１の槽１００が再生側となる。

除湿側：冷水源７００から送出された冷水は、配管８５８，８５２を介して第１の槽１００に導入される。第１の槽１００は、冷水を利用して空気を除湿する。その後、第１の槽１００から送出された冷水は、配管８５１，８５７を経由して冷水源７００に帰還する。

再生側：温水源７５０から送出された温水は、配管８５４，８５６を介して第２の槽２００に導入される。第２の槽２００は、温水を利用して吸着剤を再生する。その後、第２の槽２００から送出された温水は、配管８５５，８５３を経由して温水源７５０に帰還する。

（加湿時の冷温水流路）
図４（Ａ）の場合を例として加湿時の冷温水流路を説明する。ここでは、第１の槽１００が吸着剤に含まれる水分により空気を加湿し、第２の槽２００が吸着剤に水分を供給して再生する。なお、制御部が四方弁８０１および８０２の水の経路と、弁１４１および２
４１の開閉状態を切り替えることにより、調湿装置が図４（Ｂ）の状態に移行すると、第２の槽２００が加湿側となり、第１の槽１００が再生側となる。

加湿側：温水源７５０から送出された温水は、配管８５４，８５２を介して第１の槽１００に導入される。第１の槽１００は、温水を利用して空気を加湿する。その後、第１の槽１００から送出された温水は、配管８５１，８５３を経由して温水源７５０に帰還する。

再生側：同時に、温水源７５０から送出された温水は、弁２４１が開いているため、配管２４２を介して第２の槽２００に導入される。第２の槽内部では温水が吸着剤に噴霧される。なおここでは、冷水は特に利用されていない。また、吸着剤への温水の供給方法は噴霧に限定されない。また、温水に代えて、あるいは温水とともに、冷水や水蒸気を噴霧しても良い。

まとめると、図３に示す除湿運転モードでは、配管群は、弁等による制御に応じて、冷水源からの冷水が第１の槽および第２の槽のうち除湿を行っている側の槽（一方の槽）に供給されるような第１の流体流路と、温水源からの温水が再生を行っている側の槽（他方の槽）に供給されるような第２の流体流路と、を形成する。
また、図４に示す加湿運転モードでは、配管群は、弁等による制御に応じて、温水源からの温水が第１の槽または第２の槽のうち加湿を行っている側の槽に供給されるとともに、加湿を行っていない側の槽の吸着剤に噴霧されるような、第３の流体流路を形成する。なお、加湿を行っている側の槽にも水分を噴霧して、加湿能力をさらに高めても良い。

（吸着槽の構成）
図５（Ａ）および（Ｂ）を用いて、第１の槽１００および第２の槽２００の内部の構成を説明する。第１の槽１００は、吸着剤１１０、保持部材１１５、内部配管１２２、熱交換部材１２４を備える。第１の槽１００の内部には、保持部材１１５および吸着剤１１０を横切るように空気流１３０が形成される。第２の槽２００は、吸着剤２１０、保持部材２１５、内部配管２２２、熱交換部材２２４を備える。第２の槽２００の内部には、保持部材２１５および吸着剤２１０を横切るように空気流２３０が形成される。

各吸着槽は、ダクト以外の部分での空気の流出および流入を防止するために、高気密に形成されている。好ましくは、気密な筐体と、配管隙間を塞ぐためのシール部材を備える。また、吸着槽外部との輻射による熱交換を低減させるような材質が好ましい。吸着剤は、接触する空気の温度や湿度、熱交換部材により供給される流体の温度などに応じて、空気中の水分を吸着したり、逆に空気中に水分を放出したりする。吸着剤としては各種のデシカント材を利用可能であり、例えば乾燥材として一般的な、粒状のシリカゲルやゼオライト等が好適である。各保持部材は、吸着剤を安定して保持する強度と形状を備え、かつ、空気流をスムーズに透過させるような隙間を持つ。例えば、底面に網が配置されたトレイ状の保持部材を利用できる。また、吸着剤を通気性のある袋や容器に封入しておき、保持部材はその袋や容器を支持しても良い。

各熱交換部材は、吸着剤と接触するように配置された導管などの部材である。吸着槽に導入された冷温水は、熱交換部材の中を通過する際に、吸着剤との間で熱交換を行う。なお、冷温水と吸着剤の接触面積を大きくするために、熱交換部材として、コイル状に形成された配管や、分岐した配管を利用すると良い。
いずれにしても、吸着剤の材質および保持方法、ならびに、保持部材の形状および材質を選択する際には、吸着剤と空気流の接触面積や、吸着剤と冷温水の接触面積を増大させるようにする。これにより、除加湿能力や吸着剤の再生能力を向上させられる。また、吸着槽内部の容積や吸着剤の分量については、求められる除湿能力に応じて決定すれば良い
。

（除湿運転モード）
図５（Ａ）は、除湿運転時に、第１の吸着槽１００が除湿された空気を供給する様子を示す。槽内に導入された外気ＯＡは、吸着剤１１０を通過する際に水分を奪われ、給気ＳＡとなって槽外に送出される。また、熱交換部材１２４内を通過する冷水は、水分の吸着により吸着熱が発生した吸着剤１１０との間で熱交換を行う。

図５（Ｂ）は、除湿運転時に、第２の吸着槽２００が再生処理を行う様子を示す。太陽熱エネルギーにより暖められた外気ＰＶＯＡが、槽内に導入されて吸着剤２１０を通過することにより、吸着剤２１０から水分が奪われる。また、熱交換部材２２４内を通過する温水によって、水分の脱離により冷えた吸着剤２１０の温度が上昇する。なお、省エネルギーの観点からは、外気を太陽熱等の自然エネルギーで暖めることが好ましい。

（加湿運転モード）
図６（Ａ）は、加湿運転時に、第１の吸着槽１００が加湿された空気を供給する様子を示す。本図において、吸着剤１１０は、所望の湿度を実現するために必要な量の水分を含有している。暖められた外気ＰＶＯＡが、槽内に導入されて吸着剤１１０を通過することにより、空気の湿度が上昇する。加湿された空気は、給気ＳＡとなって槽外に送出される。また、熱交換部材１２４内を通過する温水によって吸着剤１１０の温度が上昇する。

図６（Ｂ）は、加湿運転時に、第２の吸着槽２００が再生処理を行う様子を示す。図中、第２の吸着槽２００は、弁２４１の制御により配管２４２を介して温水源７５０から供給された温水を噴霧するための噴霧部２４０を備えている。なお不図示であるが、第１の吸着槽１００も同様の噴霧部を備えている。噴霧部２４０が温水を噴霧することにより、吸着剤２１０に必要量の水分が供給される。なお、吸着剤に供給される温水と熱交換部材に供給される温水とは、同じ温水源から供給されても良いし、別個に供給されても良い。また、吸着剤への水の供給に噴霧以外の方法を用いても良い。好ましくは、温水を閉じた経路内で循環させることによりコンタミナントが入り込むことを防止すると良い。

（好ましい制御）
上で述べたように、空気を暖めるために太陽熱エネルギーを利用したり、冷水源として井水を利用したり、温水源として燃料電池の排熱を利用した温水を利用できる。その結果、建物の省エネルギー化が可能になり、ＺＥＢ（ゼロ・エネルギー・ビル）の実現に貢献できる。ここで、太陽熱や井水は自然由来であるため、温度エネルギーの変動周期は多くの場合一日単位である。そこで好ましくは、制御部は、一日ごとに第１の吸着槽１００と第２の吸着槽２００の間で機能を入れ替える。言い換えると、吸着剤の利用と再生を一日周期で切り替えることで、吸着剤の再生を一日かけて行うようにする。その結果、上記のような一日単位でのエネルギー変動を吸収できるため、大型の蓄熱槽が不要になり、調湿装置の機構を簡易化することが可能になる。そのために、各吸湿槽には一日分の調湿を可能とする量の吸着剤を配置する。

さらに本実施形態では、空気の流路を切り替えるために四方向ダンパを用いている。これにより、特許文献１のような構成を用いた場合に比べて、装置の構造に制約を持たせること無く、少ない点数のダンパでバッチ切り替えを実行できる。したがって、装置の設置場所の制約を減らし、床下など目立たない場所への設置が可能になる。さらに、装置の製造コストや、装置稼働時の消費電力を低減できる。

（比較例）
ここで、図９を参照して、従来の調湿装置の構成と、空気流路の切り替えについて説明
する。図９（Ａ）および（Ｂ）は、従来の構成における除湿運転モード時の空気流路を示す。図１と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。符号９１０～９１２はそれぞれ流路を開状態と閉状態の間で切り替えるための切り替え部材である。図中、太い実線は引き込まれたＰＶＯＡが通過する排気経路であり、吸着剤からの水分脱離に関わる。中空の線は引き込まれたＯＡが通過する給気経路であり、吸着剤による除湿が行われる。細い実線は、各切り替え部材によって閉状態にされた経路を示す。そして、制御部が切り替え部材の状態を所定の期間（例えば一日周期）で変更することにより、除湿側の吸着槽と再生側の吸着槽が入れ替わり、バッチ式処理が実現される。

図１０（Ａ）および（Ｂ）従来の構成における加湿運転モード時の空気流路を示す。図９と同様に、制御部が各切り替え部材の状態を変更することで、空気の湿度を上昇させる加湿側の吸着槽と、吸着剤に温水を噴霧して再生する側の吸着槽を一日ごとに入れ替える。

図９および図１０から分かるように、従来の構成で吸着槽の入替えを実現するためには、合計１２個の切り替え部材が必要であった。一方、本実施形態の調湿装置によれば、３個の四方向ダンパを用いて吸着槽を入れ替えることが可能になっている。

｛第２の実施形態｝
以下、図７および図８を参照して第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同様の部分については同じ符号を付し、説明を簡略化する。図７は、本実施形態の除湿運転モードにおける冷温水流路を示しており、図７（Ａ）では第１の槽１００が除湿側、第２の槽２００が再生側である。図７（Ｂ）では第２の槽２００が除湿側、第１の槽１００が再生側である。本実施形態の調湿装置１は、三方弁８２１～８２４を備えている。制御部は、これらの弁の状態を変更することにより、冷温水用の配管の接続状態を切り替える。その結果、各吸着槽の機能を変更できる。

図８は、加湿運転モードにおける冷温水流路を示している。図８（Ａ）では第１の槽１００が空気を加湿し、第２の槽２００が温水噴霧によって吸着剤に水分を吸着させる。図８（Ｂ）では第２の槽２００が加湿側、第１の槽１００が吸着側である。このように、本実施形態の構成によっても適切に冷温水の流路を切り替えて、デシカント調湿装置のバッチ処理を好適に実行できる。

上記実施形態では調湿装置が２つの調湿槽を備えていたが、本発明はこれに限定されない。調湿装置が３つ以上の調湿槽を備えることにより、自然エネルギーの変動が大きい場合でも時間を掛けて吸着剤を再生したり、メンテナンスの容易性を高めたりすることができる。

１００：第１の槽、１１０：吸着剤、１２４：熱交換部材、２００：第２の槽、２１０：吸着剤、２２４：熱交換部材、３０１～３１２：ダクト、４０１～４０３：四方向ダンパ、５０１：第１の外気導入部、５０３：第２の外気導入部、１４２・２４２：噴霧部用配管、８５１～８５８：配管、７００：冷水源、８００：温水源

Claims

吸着剤と、内部を通過する流体が前記吸着剤との間で熱交換を行う熱交換部材とをそれぞれが有する、第１の槽および第２の槽と、
四方向ダンパを用いた制御に応じて空気流路を切り替えるダクト群であって、
除湿運転モードにおいては、第１の空気導入部から引き込まれた第１の空気が、前記第１の槽および前記第２の槽のうち一方の槽に供給され、前記一方の槽の前記吸着剤を再生したのち排気される第１の空気流路と、第２の空気導入部から引き込まれた第２の空気が、前記一方の槽ではない他方の槽に供給され、前記他方の槽の前記吸着剤によって除湿されたのち室内に供給される第２の空気流路と、を形成し、
加湿運転モードにおいては、前記第１の空気導入部から引き込まれた前記第１の空気が、前記第１の槽および前記第２の槽のうち一方の槽に供給され、前記一方の槽の前記吸着剤に含まれる水分によって加湿されたのち室内に供給される第３の空気流路と、前記一方の槽ではない他方の槽を含む循環経路内で空気が循環する第４の空気流路と、を形成する、ダクト群と、
弁を用いた制御に応じて流体流路を切り替える配管群であって、
前記除湿運転モードにおいては、冷水源からの冷水が、前記第２の空気流路に含まれる前記他方の槽の前記熱交換部材に供給される第１の流体流路と、温水源からの温水が、前記第１の空気流路に含まれる前記一方の槽の前記熱交換部材に供給されるような第２の流体流路と、を形成し、
前記加湿運転モードにおいては、前記温水源からの温水が、前記第３の空気流路に含まれる前記一方の槽の前記熱交換部材に供給されるとともに、前記第４の空気流路に含まれる前記他方の槽の前記吸着剤に水分を供給する、第３の流体流路を形成する、配管群と、
を備えることを特徴とする調湿装置。
前記除湿運転モードにおいては前記第１の槽と前記第２の槽のいずれが前記第１の空気流路に含まれるかを一日ごとに切り替え、前記加湿運転モードにおいては前記第１の槽と前記第２の槽のいずれが前記第３の空気流路に含まれるかを一日ごとに切り替える、制御部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の調湿装置。
前記制御部は、前記調湿装置を前記除湿運転モードと前記加湿運転モードの間で切り替える
ことを特徴とする請求項２に記載の調湿装置。
前記第３の流体流路において、前記水分は、前記温水の噴霧によって前記吸着剤に供給される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の調湿装置。
前記第１の空気導入部は、太陽光パネルによって暖められた外気を引き込む
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の調湿装置。
前記温水源は、発電装置の排熱、または、太陽エネルギーによって暖められた水を供給する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の調湿装置。
前記冷水源は、井水、または、ヒートポンプ冷熱による冷却水を供給する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の調湿装置。
前記配管群の流体流路を切り替える前記弁は、四方弁または三方弁である
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の調湿装置。
前記第１の槽および前記第２の槽は、気密に形成され、内部に前記吸着剤および前記熱交換部材が配置された筐体を有する
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の調湿装置。