JP2015210051A - 除加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ないエネルギーで相対湿度を維持できる除加湿装置を提供する。【解決手段】本発明の除加湿装置は、対象室内の相対湿度を維持する除加湿装置であって、筐体と、筐体内部に設けられる除湿ユニットと、筐体内部に設けられる加湿ユニットと、対象室内の空気を筐体へ流入させる空気流入口と、対象室内へ筐体から空気を送出する空気送出口と、除湿ユニットおよび加湿ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、除湿ユニットおよび加湿ユニットを排他的に動作させ、空気送出口は、対象室内の相対湿度の制御に対応して除湿ユニットおよび加湿ユニットの少なくとも一方で調整された水分量を有する空気を、筐体から送出する。【選択図】図１

Description

本発明は、室内の相対湿度を制御することで、室内の基準温度を維持する除加湿装置に関する。

工場、クリーンルーム、コンピュータールーム、実験室、恒温室など、室内の相対湿度を維持する必要がある空間が様々に存在する。これら室内での作業環境を一定に保つために、相対湿度が維持される必要があるからである。

室内の相対湿度は、室内の水分量の変化だけでなく室内の温度によっても変動しうる。室内の温度が高くなったり低くなったりする変化につれて、室内の湿度が変動するからである。また、このように相対湿度を維持する必要のある室内は、温度の変化によって変化する相対湿度を一定に保つとの細かな制御を必要とする。室内の水分量がある数値のときに、温度が高ければ湿度は低く温度が低ければ湿度が高くなる。このような温度によって数値の変わる湿度が相対湿度である。言い換えれば、室内の水分量を制御できれば、室内の温度を制御できる。

また、このように作業などに用いられる室内には、エアコンが取り付けられており、エアコンによって室内の温度や湿度が調整されることが多い。このようなエアコンによる空気温度の調整では、室内の湿度を一定に保ちにくいことが多い。これは、エアコンによる湿度維持機能が十分な性能を有していないことに加えて、エアコンによる熱交換の際に、室内の相対湿度が変化してしまうことによる。エアコンによる熱交換では、室内の温度が変化するので、当然に基準温度と水分量との関連に基づく相対湿度が変化してしまうからである。

ここで、相対湿度とは所定の基準で定義される基準温度と水分量との比率で定まる湿度であり、作業環境の維持の指標の一つである。

このような相対湿度の変化が生じることで、室内の作業環境が大きく変化してしまう。工場、クリーンルーム、コンピュータールーム、実験室、恒温室などの室内の基準温度が大きく変化してしまうと、作業環境に変動が生じてしまう。作業環境に変動が生じると、作業に悪影響を及ぼすこともありうる。

上述のように、基準温度での水分量に基づいて算出される湿度が相対湿度である。基準温度が変化すれば同じ水分量でも相対湿度は変化する。基準温度が一定に保たれることが求められる室内は、言い換えれば相対湿度も一定の範囲に保たれることが求められる。

このように、様々な室内の空間は、ある基準温度に保たれると共に基準温度に基づく相対湿度も一定に保たれることが必要である。

このような相対湿度を一定に保つことが求められる室内においては、相対湿度の調整のために除湿機や加湿器が設置されることが多い。除湿機や加湿器は、市販の様々な装置があり、除湿機と加湿器がそれぞれ設置される。

しかしながら、除湿機と加湿器とが個別に設置されることは、次の問題を有している。

（１）加湿器と除湿機のそれぞれの動作の基準は、絶対湿度である。これに対して室内で制御される湿度は相対湿度である。この相違によって、加湿器と除湿機が個別に設置されることで、室内の相対湿度の制御および基準温度の維持は困難である。

（２）また、加湿器と除湿機とが個別に設置されている場合に、加湿器と除湿機とは、相互に基準温度を共有していないので、異なる基準温度を前提とした加湿や除湿を行ってしまう。この結果、室内の相対湿度の制御が、ある基準温度を前提として行えない問題がある。

（３）当然に、加湿器と除湿機とが個別に設置されることで、重複して動作するなどのエネルギーコストの無駄も生じる。

このように、室内に除湿機および加湿器を個別に設置することは、相対湿度を一定に維持することに不十分である。

以上のような状況で、除湿や加湿を行う様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。

特開２００６−１７０５１７号公報 特開２００７−３１５７１４号公報 特開２００９−２６４６３５号公報 特開２０１０−１７５１０８号公報

特許文献１は、除加湿部２を備え、除加湿部２は、外気を取り込んで水分をロータ１２に吸着させる第１の流路１０と、外気を取り込んでロータ１２から脱着した水分で加湿をする第２の流路１１とを有している。第２の流路１１に供給される外気は、除加湿装置２に流入する前に、全熱交換器３において熱交換によって加温される。外気の加温に用いる空気には、室内から排出される室内空気が用いられる除加湿装置を開示する。

特許文献１の除加湿装置は、除湿においてロータで水分を吸着する方式であり、ロータによって除湿と加湿を同時実現する。このため、除湿と加湿とが平行して動作することもあり、不要なエネルギーとなる問題がある。また、流入する空気が熱交換機で加湿されてから除加湿装置が動作する点でも、エネルギー効率が悪く、室内の相対湿度を制御することを十分に行えない問題がある。特に、特許文献１の除加湿装置は、基準温度を想定していないので、相対湿度で制御されるべき室内の基準温度を制御することを考慮していない。

特許文献２は、室外空気と室内空気とを取り込み、室外空気と室内空気との熱交換によって、加湿機能と除湿機能を入れ替える空調装置を開示する。

しかしながら、室外空気を取り込む前提により、空調装置の設置場所の制限や室外空気を導入したくない環境では使用が困難との問題がある。加えて、熱交換の温度調整のみでの除湿・加湿を行う点で、除湿や加湿を切り替えながら、対象の室内の相対湿度を確実に制御できない問題がある。

特許文献３は、冷却部材としてのペルチェ素子と吸着剤とによって、吸引した空気を除湿もしくは加湿する機能を有する除加湿装置を開示する。

しかしながら特許文献３も、特許文献２と同じく除湿と加湿を温度変化によって実現するので、除加湿装置から排出される空気の温度が変化することになる。このため、室内の基準温度が変化してしまい、結果として相対湿度も変化してしまう。結局、相対湿度を維持する目的が達成できない。

特許文献４は、冷媒を有する熱交換機によって、加熱と冷却とによって除湿と加湿とを、切り替える技術を開示する。

しかしながら特許文献４は、特許文献３と同様に、排出される空気の温度を変化させてしまう問題がある。

以上のように、特許文献１〜４などの従来技術は、除加湿を行うことを開示するが、次の問題を有している。

（問題１）制御対象の室内の相対湿度を制御することを想定しておらず、除加湿装置内部の絶対湿度のみを基準として、室内の湿度を制御仕様としている。このため、相対湿度制御を行えない。

（問題２）除加湿装置での除湿・加湿を熱交換のみで行うので、除加湿装置から室内へ排出される空気の温度が変化しやすい。結果として、室内の基準温度が変化しやすくなってしまい、相対湿度も変化することになる。

（問題３）問題１、２が相まって、室内の相対湿度の制御が十分に行えない問題が生じる。

（問題４）除湿と加湿とが平行して行われてしまったり、熱交換機を多く使用したりすることで、消費エネルギーが大きくなってしまう問題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、少ないエネルギーで相対湿度を維持できる除加湿装置を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明の除加湿装置は、対象室内の相対湿度を維持する除加湿装置であって、
筐体と、
筐体内部に設けられる除湿ユニットと、
筐体内部に設けられる加湿ユニットと、
対象室内の空気を筐体へ流入させる空気流入口と、
対象室内へ筐体から空気を送出する空気送出口と、
除湿ユニットおよび加湿ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、
制御部は、除湿ユニットおよび加湿ユニットを排他的に動作させ、
空気送出口は、対象室内の相対湿度の制御に対応して除湿ユニットおよび加湿ユニットの少なくとも一方で調整された水分量を有する空気を、筐体から送出する。

本発明の除加湿装置は、除湿と加湿の両方の機能を一つの筐体空間に収めることで、室内空間に対して制御された湿度と温度の空気を送り出すことができる。同一筐体空間内で除湿と加湿の両方の機能が実現されるので、制御対象の室内空間の基準温度を共有できる。この結果、本発明の除加湿装置は、基準温度を維持するように調整された湿度の空気を、室内空間に送出できる。これらの結果、本発明の除加湿装置は、室内の相対湿度を維持できる。

また、本発明の除加湿装置は、除湿と加湿とを排他的に動作させるので、エネルギー効率も高い。

もちろん、一つの装置で行えることで、設置面積の低減や動作を共通に行えるようになる。

本発明の実施の形態１における除加湿装置が設置される対象室内の全体図である。 本発明の実施の形態１における除加湿装置の模式図である。 本発明の実施の形態１における加湿ユニットのブロック図である。 本発明の実施の形態１における除湿ユニットのブロック図である。 本発明の実施の形態２における除加湿装置のブロック図である。 本発明の実施の形態２における除加湿装置のブロック図である。 本発明の実施の形態２における除加湿装置のブロック図である。 本発明の実施の形態２における湿度測定部を備える除加湿装置のブロック図である。

本発明の第１の発明に係る除加湿装置は、対象室内の相対湿度を維持する除加湿装置であって、
筐体と、
筐体内部に設けられる除湿ユニットと、
筐体内部に設けられる加湿ユニットと、
対象室内の空気を筐体へ流入させる空気流入口と、
対象室内へ筐体から空気を送出する空気送出口と、
除湿ユニットおよび加湿ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、
制御部は、除湿ユニットおよび加湿ユニットを排他的に動作させ、
空気送出口は、対象室内の相対湿度の制御に対応して除湿ユニットおよび加湿ユニットの少なくとも一方で調整された水分量を有する空気を、筐体から送出する。

この構成により、除加湿装置は、対象室内の相対湿度を目標値とする水分量の空気を筐体内部で生成して送出できる。

本発明の第２の発明に係る除加湿装置では、第１の発明に加えて、加湿ユニットは、筐体内部において、除湿ユニットの下方に設置される。

この構成により、空気経路と除湿処理および加湿処理の順序が適切に配置される。また、除湿後に加熱を受ける場合には、加熱されてからすぐに送出されるメリットがある。

本発明の第３の発明に係る除加湿装置では、第１または第２の発明に加えて、加湿ユニットは、筐体内部に水分を供給する給水部と、給水部から給水された水分を加熱して蒸発させる蒸発器と、を有する。

この構成により、加湿ユニットは、簡便な構成でありながら、流入空気へ目的の量の水蒸気を追加することができる。

本発明の第４の発明に係る除加湿装置では、第３の発明に加えて、蒸発器は、対象室内に設置される空調機器の室外機の熱を利用する。

この構成により、蒸発器は、余分なエネルギーを使用することなく目的を達成できる。

本発明の第５の発明に係る除加湿装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、除湿ユニットは、筐体内部の空気を冷却して結露温度とする冷却部を有する。

この構成により、基準温度を前提とした水分量に減少させることができる。

本発明の第６の発明に係る除加湿装置では、第５の発明に加えて、冷却部は、対象室内に設置される空調機器の有する熱交換機と接続される。

この構成により、冷却部は、余分なエネルギーを使用せずに目的を達成できる。

本発明の第７の発明に係る除加湿装置では、第５または第６の発明に加えて、冷却部は、筐体内部の空気を結露温度に冷却することで、空気中の水蒸気を減少させて、筐体内部の絶対湿度を低下させる。

この構成により、除湿ユニットは、筐体内部の空気の水分量を下げて、対象室内に低下した湿度の空気を送り出せる。

本発明の第８の発明に係る除加湿装置では、第１から第７のいずれかの発明に加えて、空気流入口から空気送出口にかけての空気経路が、筐体内部に形成される。

この構成により、除加湿装置は、筐体内部での流入空気の水分量の調整を、より効率よく行える。

本発明の第９の発明に係る除加湿装置では、第８の発明に加えて、空気経路は、空気流入口、加湿ユニット、除湿ユニットおよび空気送出口の順路を有する。

この構成により、除加湿装置は、空気の流入と送出にあわせた除湿と加湿を実現できる。

本発明の第１０の発明に係る除加湿装置では、第９の発明に加えて、除湿ユニットで温度低下された空気を加熱させる加熱ユニットを、更に備え、加熱ユニットは、空気経路において、除湿ユニットの後段に設けられる。

この構成により、除湿によって低下した空気の温度を元に戻して送出できる。結果として、対象室内の温度を下げすぎたりしない。もちろん、温度が下がることによる相対湿度の変化を生じさせにくい。

本発明の第１１の発明に係る除加湿装置では、第１０の発明に加えて、加熱ユニットは、対象室内に設置される空調機器の室外機の熱を利用する。

この構成により、加熱ユニットは、余分なエネルギーを使用することなく、目的を達成できる。

本発明の第１２の発明に係る除加湿装置では、第１から第１１のいずれかの発明に加えて、空気流入口に、対象室内から筐体内部に空気を吸引する吸引ファンを更に備え、吸引ファンは、筐体内部に流入する空気を拡散させる。

この構成により、筐体は、より確実に対象室内の空気を取り込むことができる。この結果、除加湿装置の動作効率が高くなり、対象室内の相対湿度の維持がより的確に図られる。

本発明の第１３の発明に係る除加湿装置では、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、空気送出口に、筐体内部から対象室内へ空気を送出する送出ファンを更に備え、送出ファンは、対象室内へ送出する空気を収束させる。

この構成により、筐体内部で水分量が調整された空気は、次々と対象室内に送出される。

本発明の第１４の発明に係る除加湿装置では、第１から第１３のいずれかの発明に加えて、対象室内および空気送出口の少なくとも一方の相対湿度を測定する湿度測定部を更に備え、制御部は、湿度測定部で測定された湿度に基づいて、除湿ユニットおよび加湿ユニットの動作を切り替える。

この構成により、除加湿装置は、実際の相対湿度の目標値との差分を埋めるように、筐体内部で空気の水分量を調整できる。

以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）

実施の形態１について説明する。
（全体概要）
まず、実施の形態１における除加湿装置の全体概要を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における除加湿装置が設置される対象室内の全体図である。図２は、本発明の実施の形態１における除加湿装置の模式図である。

除加湿装置１は、対象室内２０の相対湿度を維持するために用いられる。対象室内２０は、工場、クリーンルーム、コンピュータールーム、実験室、恒温室などの人的作業や精密作業などが求められる空間である。人的作業や精密作業などにおいては、品質維持や作業精度維持のために、室内の相対湿度が一定に維持されることが求められる。ここで相対湿度は、ある基準温度と水分量との相関関係で定まる。温度が変化すれば、相対湿度は変化する。

これに対して、一般的な湿度維持装置で考慮される湿度は基準温度を考慮しない水分量だけの絶対湿度である。絶対湿度では、対象室内２０の作業環境を維持することができない。

対象室内２０の相対湿度は、上述の通り対象室内２０の温度の変化で変化する。多くの場合、対象室内２０にはエアコン３０が設置されている。対象室内２０の温度を快適に維持するためである。エアコン３０によって対象室内２０の温度は変化する。夏場や冬場によって、エアコン３０が発揮する機能が異なり、対象室内２０の温度が変わりうるからである。このため、対象室内２０の相対湿度はエアコン３０によって変化しうる。もちろん、対象室内２０の外気温の変化によっても、相対湿度は変化しうる。

相対湿度が維持される必要性は、上述の通りである。除加湿装置１は、相対湿度を制御して一定に保つことを実現する。

除加湿装置１は、筐体２と、除湿ユニット３と、加湿ユニット４と、空気流入口５、空気送出口６、制御部７を備える。除湿ユニット３と加湿ユニット４は、筐体２内部に格納されるので、除加湿装置１は、除湿機能と加湿機能を一体に構成しつつ一体機能として実現できる。

筐体２は、除加湿装置１の全体の外形を構成する。筐体２は、除加湿装置１が対象室内２０に設置される際の構造体となる。このため、筐体２は、床面に設置されやすい設置部材を有していたり、壁面に固定しやすい固定部材を有していたりすることが好適である。また、移動させやすいようにキャスターが取り付けら得ていてもよい。

筐体２は、除湿ユニット３や加湿ユニット４を格納する。このため、対象室内２０の空気を筐体２内部に流入させる空気流入口５と、筐体２から対象室内２０へ空気を送出する空気送出口６と、を有している。このため、筐体２は、この空気流入口５と空気送出口６において開口を有している形態である。

除湿ユニット３は、筐体２に格納される。除湿ユニット３は、空気流入口５から流入する空気が所定の水分量以上を含んでいる場合に、この流入空気を除湿する。除湿によって水分量を減少させて、絶対湿度の低い空気を生成する。除湿ユニット３は、流入空気を露点温度に冷却する。露点温度に到達すると流入空気が含む水蒸気が液化して水となり、水分が流入空気から取り除かれる。この水分の取り除きによって、流入空気の湿度が低下する。

流入空気は、対象室内２０の空気の相対湿度を反映しているので、除湿ユニット３の除湿動作によって、対象室内２０の相対湿度を低減できる。

加湿ユニット４も、除湿ユニット３と同様に筐体２に格納されている。加湿ユニット４は、流入空気の水分量を増加させる。この増加によって湿度が増加する。加湿ユニット４は、除湿ユニット３とは対照的に、流入空気の水分量を増加させることで、対象室内２０の相対湿度を増加させる。

空気送出口６は、除湿ユニット３で低下させられた湿度の空気を送出し、あるいは加湿ユニット４で増加させられた湿度の空気を送出する。空気送出口６からの水分量が調節された空気の送出により、対象室内２０の相対湿度が一定に保たれる。特に、除湿ユニット３および加湿ユニット４は、同じ筐体２内部に格納されて、相対湿度の基準となる基準温度を共有している。また、この基準温度は、対象室内２０の相対湿度の基準となる温度である。

このように、除加湿装置１は、対象室内２０の基準温度を反映した基準温度を、筐体２内部で保有している。この基準温度を、除湿ユニット３と加湿ユニット４とは、共有している。この共有により、除湿ユニット３と加湿ユニット４による湿度の調整は、対象室内２０の基準温度を反映した相対湿度の調整を実現できる。

この相対湿度の調整につながる除湿ユニット３と加湿ユニット４の動作を、制御部７が制御する。

制御部７は、除湿ユニット３と加湿ユニット４とを、排他的に動作させる。排他的に動作させることで、除湿ユニット３と加湿ユニット４とが並列して動作する期間が生じない。このことは、（１）消費エネルギーの削減、（２）筐体２内部で生成される空気の水分量の精密な調整の実現、の効果を生じさせる。

このような効果を想定しつつ基準温度に対する相対湿度を維持するために、除湿が必要な期間では除湿ユニット３を動作させる。加湿が必要な期間では、加湿ユニット４を動作させる。もちろん、除湿ユニット３および加湿ユニット４のいずれもが動作していない期間も生じうる。

以上のように、実施の形態１の除加湿ユニット１は、対象室内２０の基準温度に基づく相対湿度を維持するために、筐体２内部で相対湿度を制御する水分量となる空気を生成する。生成においては、除湿ユニット３と加湿ユニット４の排他的な動作で実現される。最終的に調整された水分量の空気が、空気送出口６から対象室内２０に送出されることで、除加湿ユニット１は、対象室内２０の相対湿度を一定に維持できる。

除湿装置と加湿装置が別々に設置されてばらばらに動作する場合には、室内の水分量を適切に制御できない。また、除湿装置と加湿装置とが異なる基準温度を前提に水分量を調整するので、室内の水分量を適切に制御できない。結果として従来技術では、室内の相対湿度を一定に維持することが難しい。

これに対して上述の通り、除加湿装置１は、一つの筐体２の中で、対象室内２０と同じ基準温度を共有して除湿機能と加湿機能とが切り替えられることで、目標とする相対湿度を維持できる水分量の空気を生成して送り出せる。

次に各部の詳細について説明する。

（筐体）
筐体２は、除加湿装置１の外形を構成する。内部に除湿ユニット３や加湿ユニット４を格納できるように、内部空間を有していることが好適である。また、一定の強度や耐久性を維持できる形状と素材であることが適当である。例えば、金属や合金製であることが適当である。

また、筐体２は、開口として空気流入口５と空気送出口６を備える。また、必要に応じて熱交換機やエアコン３０の室外機３１と接続される配管を備えている。制御部７は、筐体２に格納されてもよいし、筐体２の外部に設けられてもよい。このとき、制御部７を人的に操作する必要がある場合には、筐体２の外部に制御部７を操作する操作盤が設けられる。

筐体２内部には、除湿ユニット３と加湿ユニット４とが格納される。図２は、この除湿ユニット３と加湿ユニット４が格納されている状態を示している。ここで、加湿ユニット４は、筐体２内部で除湿ユニット３の下方に位置していることが適当である。除湿ユニット３は、後述するように流入空気を冷却して水分を除去して除湿する。このため、除湿ユニット３で処理された空気の温度は下がる。

この温度が下がることに対応して、除湿ユニット３で除湿された空気を温めることが行われることもある。加熱された空気はそのまま空気送出口６から対象室内２０に送出されることが好ましいので、筐体２の上方に空気送出口６が設けられる前提では、空気送出口６に近い上方に、除湿ユニット３が設けられることが適当である。

この結果、加湿ユニット４が、下方に設けられることが適当である。

また、筐体２において空気流入口５は下方に設けられ、空気送出口６は上方に設けられることも好適である。対象室内２０から空気を取り込むに際しては、対象室内２０の床面から空気を取り込むことが取り込みやすいからである。同様に、水分量が調整された空気は、対象室内２０に送り出されるに際しては、筐体２の上方から送り出されることが、対象室内２０に広がりやすいからである。広がりやすければ、対象室内２０の相対湿度の調整がより容易になるからである。

（加湿ユニット）
加湿ユニット４は、上述の通り空気流入口５から取り込まれた流入空気に加湿して流入空気の水分量を増加させる。図３は、本発明の実施の形態１における加湿ユニットのブロック図である。

加湿ユニット４は、筐体２内部に水分を供給する給水部４１と、給水部４１から給水された水分を加熱して蒸発させる蒸発器４２と、を備える。給水部４１には、外部から水を供給する給水管４３が接続されている。給水管４３は、例えば水道に直結していてもよいし、他の給水路と接続されていてもよい。給水部４１に水が供給されることで、加湿ユニット４に水分が用意された状態となる。

給水部４１は、蒸発器４２と接続されており、例えば図３に示されるように給水部４１から蒸発器４２に水分が送られる。蒸発器４２は、熱を利用して水分を加熱する。この加熱によって、水分は気化して水蒸気となる。この水蒸気が流入空気に含まれることで、流入空気の水分量が増加する。

なお、図３では、給水部４１と蒸発器４２とが別個の要素として示されているが、例えば蒸発器４２に給水管４３から水が直接供給されてもよい。この場合には、給水管４３から蒸発器４２に水が供給される。蒸発器４２は供給された水を加熱して水蒸気を生じさせる。水蒸気によって、流入空気の水分量を増加させる。これらの構造の相違は、製造上や設置の都合で定められれば良い。

蒸発器４２は、熱を利用して水を加熱して水蒸気を生成する。このとき、蒸発器４２は、加熱器を備えていても良い。例えば加熱ヒーターを有しており、この加熱ヒーターが発熱することで、蒸発器４２での水の蒸発が実現される。この場合には、筐体２が発熱できる加熱器を備えている必要がある。

あるいは、蒸発器４２は、対象室内２０に設置されるエアコン３０（空調機器）の室外機３１の熱を利用してもよい。図３では、この室外機３１の熱を利用する態様が示されている。対象室内２０は、温度も調整されることが多いので、エアコン３０が設置されていることが殆どである。このエアコン３０は、室外機３１を有している。

室外機３１は、外気との熱交換を行うために熱を発生させる。伝熱管４４は、この室外機３１が発生する熱を蒸発器４２に伝導する。伝熱管４４は、熱として伝導してもよいし、加熱された空気を蒸発器４２に送り出してもよい。

伝熱管４４を通じて蒸発器４２に送られた熱は、蒸発器４２の水を加熱する。この加熱によって、蒸発器４２は、水蒸気を生成して流入空気の水分量を増加させることができる。

加湿ユニット４は、以上のようにして流入空気に水蒸気を付与して水分量を増加させる。水分量が増加した空気が筐体２内部で生成されて空気送出口６から送出される。この送出により、対象室内２０の湿度を上げることができる。この結果、対象室内２０の相対湿度が目的値より低い場合に、相対湿度を目的値に合わせることができる。

（除湿ユニット）
除湿ユニット３は、上述の通り、流入空気の水分を減少させて除湿する。図４は、本発明の実施の形態１における除湿ユニットのブロック図である。除湿ユニット４は、空気流入口５から取り込まれた流入空気を冷却して結露温度（露点温度）とする冷却部３１を有する。

冷却部３１は、流入空気を冷却する。この冷却において、流入空気が結露する結露温度まで冷却されると、流入空気が含む水蒸気が結露して液体水分となって排出される。水分が排出されることで、流入空気が含む水分量が減少する。すなわち、筐体２に取り込まれた空気の絶対湿度が低下する。

このようにして冷却部３１によって結露温度で低下させられた水分量の空気が、空気送出口６から対象室内２０に送出される。対象室内２０の相対湿度が目的値より高い場合には、この除湿によって、相対湿度が目的地に近づく。

ここで、除湿ユニット３は、結露温度を利用する冷却部３１で除湿することで、基準温度に基づく対象室内２０の相対湿度を制御しやすい。この結露温度は、対象室内２０の基準温度と相関しているからである。

冷却部３１は、熱交換による冷却機能で、流入空気を冷却する。このため、熱交換機能を有することが適当である。例えば、冷却部３１がコンプレッサーを備えており、コンプレッサーの機能に基づいて冷却部３１が冷却機能を発揮してもよい。

この場合には、筐体２がコンプレッサーを備えている必要がある。

あるいは、冷却部３１は、対象室内２０に設置されるエアコン（空調機器）の有する熱交換機と接続されることも好適である。対象室内２０には、エアコン３０が設置されていることが多い。エアコン３０は、室外機３１を備えており、この室外機３１は熱交換機５０を有している。図４に示されるように、熱交換機５０は、接続管路５１によって冷却部３１と接続されている。

この接続管路５１によって、例えば冷媒が熱交換機５０と冷却部３１との間を循環する。この冷媒の循環によって、冷却部３１は、流入空気を冷却することができる。冷却による結露と水分量の低減は、上述の通りである。

制御部７は、対象室内２０の相対湿度が目的値よりも低い場合には、加湿ユニット４を動作させて相対湿度を増加させる。逆に、対象室内２０の相対湿度が目的値よりも高い場合には、除湿ユニット３を動作させて相対湿度を減少させる。このような水分量を筐体２内部で調整した上で空気を空気送出口６から送出することで、対象室内２０の相対湿度が、適切に制御される。

筐体２という一つの閉じた空間内で、共通の基準温度を基にした加湿ユニット４と除湿ユニット３との排他的な動作で、筐体２内部の空気の水分量が調整される。この調整された空気が対象室内２０に次々と送出されるので、対象室内２０の相対湿度が、一定に保たれる。

なお、図２に示されるように、筐体２内部においては、空気流入口５から空気送出口６にかけての空気経路が形成される。この空気経路は、空気流入口５、加湿ユニット４、除湿ユニット３および空気送出口６の順路を有する。図２における矢印Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄである。

矢印Ｘに沿って、対象室内２０の空気が、空気流入口５から筐体２内部に流入する。筐体２内部に流入した空気は、矢印Ａに沿って加湿ユニット４に向けて移動する。制御部７が、加湿ユニット４を動作させる場合には、矢印Ａに沿って加湿ユニット４に到達した流入空気は、加湿ユニット４での加湿処理を受ける。

加湿ユニット４で加湿処理された空気は、矢印Ｂに沿って筐体２内部を移動する。矢印Ｂは、筐体２において除湿ユニット３をバイパスするルートである。矢印Ｂに沿った後で、矢印Ｅに沿って加湿処理された空気が空気送出口６から対象室内２０に送出される。送出においては、矢印Ｙに沿って送出される。

一方、加湿ユニット４で加湿処理されない場合（制御部７が加湿ユニット４を動作させない場合）には、流入空気は、矢印Ｃに沿って筐体２内部を除湿ユニット３に向けて移動する。矢印Ｃに沿って移動した流入空気は、除湿ユニット３に到達する。制御部７が除湿ユニット３を動作させる場合には、除湿ユニット３は、流入空気に除湿処理を行う。

除湿ユニット３を経過した空気は、矢印Ｄに沿って筐体２内部を移動する。そのまま、矢印Ｅに沿って筐体２内部を移動して空気送出口６から筐体２外部に送出される。

なお、除湿処理されない場合でも、矢印Ａ、矢印Ｃ、矢印Ｄのルートで空気が移動してもよい。いずれの場合でも、空気流入口５、加湿ユニット４、除湿ユニット３および空気送出口６の順路での空気経路が形成される。

空気経路は、筐体２内部での除湿ユニット３や加湿ユニット４による空気の取り込みなどによって自然に生じればよい。あるいは、筐体２内部に物理的な管路が形成されて、この管路によって空気経路が形成されても良い。

以上のように、実施の形態１における除加湿装置１は、対象室内２０の基準温度に基づく基準温度を、同じ筐体２内部に設けられた除湿ユニット３と加湿ユニット４が共有する。加えて、制御部７は、除湿ユニット３と加湿ユニット４を排他的に動作させる。これらの結果、筐体２内部に流入した空気は、基準温度に基づく水分量に調整される。この水分量が調整された空気が筐体２から送出されることで、対象室内２０は、基準温度に基づく相対湿度を、一定に維持できる。

（実施の形態２）

次に実施の形態２について説明する。

（ファン）
図５は、本発明の実施の形態２における除加湿装置のブロック図である。除加湿装置１は、空気流入口５に対象室内２０から筐体２内部に空気を吸引する吸引ファン８を更に備える。図５において、吸引ファン８が示されている。

吸引ファン８は、羽根車の回転などを用いて、対象室内２０の空気を、空気流入口５を介して筐体２内部に取り込む。対象室内２０の空気は対流を有していないことも多く、筐体２が対象室内２０の空気を取り込む効率が悪いことがある。

吸引ファン８は、このような取り込み効率を向上することができる。筐体２内部で空気の移動を強制的に生じさせて、空気流入口５から対象室内２０の空気を取り込みやすくなる。

また、吸引ファン８は、取り込んだ流入空気を筐体２内部で拡散することもできる。拡散することで、筐体２内部を広く使って、除湿処理や加湿処理を行うことができるからである。

図５では見易さのために筐体２内部で加湿ユニット４と除湿ユニット３を小さく示しているが、実際には、筐体２内部を有効活用するように加湿ユニット４と除湿ユニット３が大きな状態で設置される。この場合には、矢印Ａなどによって加湿ユニット４や除湿ユニット３に到達する空気は、加湿ユニット４や除湿ユニット３の大きさに合わせて到達することが好ましい。

加湿ユニット４や除湿ユニット３が一定の大きさを有している場合には、吸引ファン８によって流入空気が拡散されることは、このような加湿ユニット４や除湿ユニット３の有効活用の面から好ましい。

もちろん、筐体２の大きさ、加湿ユニット４や除湿ユニット３の大きさによって、吸引ファン８が拡散する幅を増減させることが適当である。

また、除加湿装置１は、空気送出口６に、筐体２内部から対象室内２０へ空気を送出する送出ファン９を更に備えることも好適である。図５には、この送出ファン９が示されている。送出ファン９は、空気送出口６の手前に設けられればよい。

筐体２内部において空気は除湿処理や加湿処理を受ける。この処理を受けた空気は、効率よく筐体２から対象室内２０へ創出されることが好適である。送出が遅くなって筐体２内部に滞留してしまうと、調整された水分量が変動してしまう可能性があるからである。

送出ファン９は、空気送出口６の手前に設けられることで、筐体２内部の空気を空気送出口６から送出しやすくできる。ここで、送出ファン９は、送出する空気を収束させることも好適である。筐体２の容積に比較して、空気送出口６は小さい。このため、筐体２から外部である対象室内２０に送出するに際しては、空気が収束されてから送出されることが好ましい。このため、送出ファン９は、空気を収束させて、より効率的に対象室内２０へ空気を送出する。

（加熱ユニット）
除加湿装置１は、除湿ユニット３で温度低下された空気を加熱する加熱ユニット１０を更に備えることも好適である。図６は、本発明の実施の形態２における除加湿装置のブロック図である。図６では、加熱ユニット１０が示されている。

除湿ユニット３は、流入空気を露点温度まで冷却することで、含んでいる水蒸気を液化させて水分量を低減する。このため、除湿ユニット３での除湿処理により、空気の温度が低下する。

対象室内２０は、エアコン３０などによって温度の維持も図られている。この温度維持が行われている状態にもかかわらず、冷却された空気が筐体２から送出されることは好ましくない。

このような状態を防止するために、除湿ユニット３の後段に加熱ユニット１０が設けられることが好ましい。加熱ユニット１０は、除湿ユニット３で除湿処理されて温度が低下した空気を加熱する。この加熱によって、冷却された空気が基準温度にあわせた温度にされる。

加熱ユニット１０は、空気経路において、除湿ユニット３の後段に設けられる。当然に加熱のメリットを確実にするためである。また、加熱ユニット１０は、図６では独立した要素として説明されているが、除湿ユニット３に含まれる構成であっても良い。

加熱ユニット１０は、自身が発熱する加熱ヒーターや加熱バンドを有することで、空気の加熱を実現してもよい。この場合には、加熱ユニット１０は、加熱部材を筐体２内部に有する。しかしながら、加熱ユニット１０は、常に動作を必要としない。除湿ユニット３が動作しかつ空気の温度が所定以上に低下する場合に必要となる。このため、加熱部材を備えており常に発熱していることは、消費エネルギーの点で無駄となりうる。

また、除湿ユニット３が動作しかつ空気の温度が所定以上に低下する場合のみ加熱ユニット１０の加熱部材を動作させる場合には、発熱までのタイムラグの影響もある。どのような加熱部材も発熱で目的の温度に達するには、一定の時間（タイムラグ）が必要である。このタイムラグの間に、除湿ユニット３で除湿された空気は、空気送出口６から次々と対象室内２０に送出されてしまう。このため、冷却されたままの空気が、タイムラグの時間においては、そのまま対象室内２０に送出されるデメリットもある。

このような状況へ対応しつつエネルギー効率を向上させるために、加熱ユニット１０は、対象室内２０に設置されるエアコン３０の室外機３１の熱を利用してもよい。

図７は、本発明の実施の形態２における除加湿装置のブロック図である。図７では、除加湿装置１において、加熱ユニット１０に室外機３１からの熱が供給される状態が示されている。

対象室内２０では、相対湿度を維持する必要がある場合には温度も一定範囲に維持することが多い。このため、相対湿度を維持する期間においてはエアコン３０が動作していることが多い。エアコン３０が動作している状況では、当然に室外機３１も動作している。この室外機３１は、熱交換を行うので、高い温度の空気を排出している。すなわち熱を排出している。

加熱ユニット１０は、室外機３１と熱的に接続される。例えば熱気を取り込む管路で接続される。この接続によって、加熱ユニット１０は、室外機３１からの熱を受けることができる。加熱ユニット１０は、この室外機３１から受ける熱を利用して、除湿ユニット３で冷却された空気を温める。

室外機３１の熱を利用することで、加熱ユニット１０は、エネルギー効率を高めつつ、必要な加熱をリアルタイムで行うことができる。

（湿度測定部）
図８は、本発明の実施の形態２における湿度測定部を備える除加湿装置のブロック図である。除加湿装置１は、対象室内２０および空気送出口６の少なくとも一方の相対湿度を測定する湿度測定部６０を、備えることも好適である。

除加湿装置１は、対象室内２０の相対湿度を一定に維持することを目的として、筐体２内部の空気の水分量を調整する。制御部７が、加湿ユニット４と除湿ユニット３とを排他的に動作させる。この動作によって、筐体２内部は、対象室内２０の相対湿度を維持できる水分量となる空気を生成できる。

このとき、制御部７は、加湿ユニット４と除湿ユニット３の動作を制御するのに、加湿と除湿のいずれを必要とするかを把握していることが必要である。湿度計測部５０は、対象室内２０および空気送出口６の少なくとも一方の相対湿度を測定する。この測定結果は、制御部７に通知される。

制御部７は、この通知された測定結果に基づいて、加湿ユニット４および除湿ユニット３のいずれかを動作させる。もちろん、いずれも動作させないとの判断をしてもよい。

例えば、湿度測定部６０で測定された相対湿度が目的値より低い場合には、制御部７は加湿ユニット４を動作させる。あるいは、湿度測定部６０で測定された相対湿度が目的値より高い場合には、制御部７は、除湿ユニット３を動作させる。

このように、実際に測定された相対湿度に基づいて、制御部７が加湿ユニット４と除湿ユニット３との動作を切り替えることで、対象室内２０の目的値を実現できる。

ここで、除加湿装置１は、対象室内２０の相対湿度を目的値を実現する。このため、湿度測定部６０は、目的値である対象室内２０の相対湿度を測定するのが適当である。この最終的な目的値である対象室内２０の相対湿度を基準として、除加湿装置１が動作することが適当だからである。

除加湿装置１は、筐体２内部の空気の水分量を調整することで、対象室内２０の相対湿度を一定に維持する。このとき、筐体２の容積は対象室内２０の容積よりも小さい。このため、筐体２で調整される空気の水分量は、対象室内２０の相対湿度の目的値に合わせても調整が難しい場合もありえる。

このような場合への対応として、空気送出口６での相対湿度を測定することで、より現実的な水分量の調整を行っても良い。空気送出口６での相対湿度は、筐体２で生成されている空気の相対湿度である。この相対湿度は、対象室内２０の目的値に基づいて定めることができる。湿度測定部６０が、空気送出口６の相対湿度を測定することで、筐体２内部で目標とすべき相対湿度を生成できているかを、制御部７が把握できる。

以上のように、制御部７は、最終的な目的値である対象室内２０の相対湿度を目指して制御してもよいし、生成すべき筐体２内部の空気の相対湿度を目指して制御してもよい。

また、湿度測定部６０は、相対湿度を直接的に測定してもよいし、温度と絶対湿度を測定して相対湿度を算出してもよい。

なお、湿度測定部６０は、除加湿装置１の筐体２内部、外部のいずれに設けられてもよい。あるいは、筐体２と離隔して対象室内２０のいずれかの場所に設けられてもよい。

以上、実施の形態２における除加湿装置１は、種々の要素が追加されることで、より効率的かつ正確に相対湿度を制御できる。

以上、実施の形態１〜２で説明された除加湿装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１ 除加湿装置
２ 筐体
３ 除湿ユニット
４ 加湿ユニット
５ 空気流入口
６ 空気送出口
７ 制御部
８ 吸引ファン
９ 送出ファン
１０ 加熱ユニット
２０ 対象室内
３０ エアコン
３１ 室外機
６０ 湿度測定部

Claims (14)

1. 対象室内の相対湿度を維持する除加湿装置であって、
   筐体と、
   前記筐体内部に設けられる除湿ユニットと、
   前記筐体内部に設けられる加湿ユニットと、
   前記対象室内の空気を前記筐体へ流入させる空気流入口と、
   前記対象室内へ前記筐体から空気を送出する空気送出口と、
   前記除湿ユニットおよび前記加湿ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記除湿ユニットおよび前記加湿ユニットを排他的に動作させ、
   前記空気送出口は、前記対象室内の相対湿度の制御に対応して前記除湿ユニットおよび前記加湿ユニットの少なくとも一方で調整された水分量を有する空気を、前記筐体から送出する、除加湿装置。
2. 前記加湿ユニットは、前記筐体内部において、前記除湿ユニットの下方に設置される、請求項１記載の除加湿装置。
3. 前記加湿ユニットは、前記筐体内部に水分を供給する給水部と、前記給水部から給水された水分を加熱して蒸発させる蒸発器と、を有する、請求項１または２記載の除加湿装置。
4. 前記蒸発器は、前記対象室内に設置される空調機器の室外機の熱を利用する、請求項３記載の除加湿装置。
5. 前記除湿ユニットは、前記筐体内部の空気を冷却して結露温度とする冷却部を有する、請求項１から４のいずれか記載の除加湿装置。
6. 前記冷却部は、前記対象室内に設置される空調機器の有する熱交換機と接続される、請求項５記載の除加湿装置。
7. 前記冷却部は、前記筐体内部の空気を結露温度に冷却することで、空気中の水蒸気を減少させて、前記筐体内部の絶対湿度を低下させる、請求項５または６記載の除加湿装置。
8. 前記空気流入口から前記空気送出口にかけての空気経路が、前記筐体内部に形成される、請求項１から７のいずれか記載の除加湿装置。
9. 前記空気経路は、前記空気流入口、前記加湿ユニット、前記除湿ユニットおよび前記空気送出口の順路を有する、請求項８記載の除加湿装置。
10. 前記除湿ユニットで温度低下された空気を加熱させる加熱ユニットを、更に備え、
    前記加熱ユニットは、前記空気経路において、前記除湿ユニットの後段に設けられる、請求項９記載の除加湿装置。
11. 前記加熱ユニットは、前記対象室内に設置される空調機器の室外機の熱を利用する、請求項１０記載の除加湿装置。
12. 前記空気流入口に、前記対象室内から前記筐体内部に空気を吸引する吸引ファンを更に備え、
    前記吸引ファンは、前記筐体内部に流入する空気を拡散させる、請求項１から１１のいずれか記載の除加湿装置。
13. 前記空気送出口に、前記筐体内部から前記対象室内へ空気を送出する送出ファンを更に備え、
    前記送出ファンは、前記対象室内へ送出する空気を収束させる、請求項１から１２のいずれか記載の除加湿装置。
14. 前記対象室内および前記空気送出口の少なくとも一方の相対湿度を測定する湿度測定部を更に備え、
    前記制御部は、前記湿度測定部で測定された湿度に基づいて、前記除湿ユニットおよび前記加湿ユニットの動作を切り替える、請求項１から１３のいずれか記載の除加湿装置。