JP2014129985A - 調湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】調湿装置により除湿の際に、結露を抑制する。
【解決手段】調湿装置は、液体吸収剤が空気から吸湿する第１及び第２吸湿側モジュール（40a,140a）、吸収剤が空気へ放湿する放湿側モジュール（40b）とが接続される吸収剤回路（30）と、両吸湿側モジュール（40a,140a）の吸収剤を冷却する冷却器（46a,146a）、放湿側モジュール（40b）の吸収剤を加熱する加熱器（46b,146b）を備える。空気に関し、第１吸湿側モジュール（40a）の下流に第２吸湿側モジュール（140a）が配置される。第１吸湿側モジュール（40a）の吸収剤の温度が、第２吸湿側モジュール（140a）の吸収剤の温度よりも高くなるように冷却器（46a,146a）を制御する温度調節部（100）を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体吸収剤を用いて空気を調湿する調湿装置に関するものである。

塩化リチウム水溶液等の液体吸収剤と、液体吸収剤は透過させること無く且つ水蒸気を透過させる透湿膜とを用いた調湿装置が知られている。例えば、特許文献１において、除湿運転と加湿運転とに切り替え可能な調湿装置が記載されている。この調湿装置は、液体吸収剤が循環する吸収剤回路と、冷媒が循環して冷凍サイクルを行なう冷媒回路とを備えている。

上記吸収剤回路には、２つの調湿部（吸湿部及び放湿部）が接続されている。各調湿部において、空気が流れる空気通路と、液体吸収剤が流れる液体流路とが透湿膜によって仕切られている。また、上記吸収剤回路には、吸湿部から放湿部に延びる通路に加熱部が接続され、放湿部から吸湿部に延びる通路に冷却部が接続されている。

吸湿部では、空気中の水分が透湿膜を介して液体吸収剤に吸収され、空気が除湿される。吸湿部にて水分を吸収した液体吸収剤は、加熱部にて加熱された後、放湿部に流入する。放湿部では、液体吸収剤中の水分が空気中に放出され、空気が加湿される。放湿部にて水分を放出した液体吸収剤は、冷却部にて冷却された後に再び吸湿部に送られ、空気の除湿に用いられる。

特開平０５−１４６６２７号公報

以上のような調湿装置において、除湿量を増やすためには、吸湿部において液体吸収剤の温度を低くする。しかしながら、液体吸収剤の温度が吸湿部を流れる空気の露点よりも低くなると、吸湿部に備えられた透湿膜の表面に結露が生じる。生じた結露は透湿膜の有効面積（液体吸収剤と空気との間における水分移動に貢献する面積）を減少させるので、除湿量が低下してしまう。また、生じた結露はドレインとなるので、その処理が問題になる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体吸収剤を用いる調湿装置において、結露の発生を抑制することにある。

第１の発明は、調湿装置を前提とする。当該調湿装置は、液体吸収剤が充填されて該液体吸収剤が循環する閉回路に構成されると共に、前記液体吸収剤が空気から吸湿する第１の吸湿側モジュール（40a）及び第２の吸湿側モジュール（140a）と、前記液体吸収剤が空気へ放湿する放湿側モジュール（40b）とが接続される吸収剤回路（30）と、前記第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）の液体吸収剤を冷却する冷却機構（46a,146a）及び前記放湿側モジュール（40b）の液体吸収剤を加熱する加熱機構（46b,146b）とを備える。 前記第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）は、前記第１の吸湿側モジュール（40a）から流出する空気が第２の吸湿側モジュール（140a）に供給されるように配置されている。更に、前記第１の吸湿側モジュール（40a）における前記液体吸収剤の温度が、前記第２の吸湿側モジュール（140a）における前記液体吸収剤の温度よりも高くなるように前記冷却機構（46a,146a）を制御する温度調節部（100）を備えることを特徴とする。

第１の発明によると、液体吸収剤の温度を設定した第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）に順次空気を通過させることによって段階的に除湿を行なうので、一段階にて除湿を行なう場合に比べて吸湿側モジュール（40a,140a）における結露を抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明の調湿装置において、前記温度調節部（100）は、前記第２の吸湿側モジュール（140a）における前記液体吸収剤の温度を、目標湿度に対応する温度に調整すると共に、前記第１の吸湿側モジュール（40a）における前記液体吸収剤の温度を、前記第２の吸湿側モジュール（140a）における前記液体吸収剤の温度に基づいて調整することを特徴とする。

第２の発明によると、第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）における液体吸収剤の温度を、より確実に除湿の際の結露を防ぐ温度設定にすることができる。

第３の発明は、第１の発明の調湿装置において、前記温度調節部（100）は、前記第２の吸湿側モジュール（140a）における前記液体吸収剤の温度を、前記第２の吸湿側モジュール（140a）に供給される空気の露点温度よりも高くなるように調整する。

第３の発明によっても、第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）における液体吸収剤の温度を、より確実に除湿の際の結露を防ぐ温度設定にすることができる。

第４の発明は、第１から第３の発明において、前記第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）は、前記液体吸収剤回路において互いに並列に接続されていることを特徴とする。

第４の発明によると、第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）に同じ濃度の液体吸収剤を供給できると共に、ポンプの圧損も（直列にした場合に比べて）小さくなる。

第５の発明は、第１から第３の発明において、前記第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）は、前記液体吸収剤回路において直列に接続されていることを特徴とする。

第５の発明の構成によっても、本発明の調湿装置の効果は発揮される。

本発明によれば、調湿用モジュールにおける結露を抑制又は防止できるので、結露による透湿膜の有効面積低下を抑え、除湿の量の低下を抑制又は防止できる。また、結露の結果ドレインが生じるのを抑えることができる。

また、上記第２の発明によれば、より確実に結露を抑制又は防止できる。

また、上記第３の発明によれば、より確実に結露を抑制又は防止できる。

また、上記第４の発明によれば、第１の吸湿側モジュール（40a）にて濃度の低下した液体吸収剤が第２の吸湿側モジュール（140a）に供給される場合に比べて、第２の吸湿側モジュール（140a）における除湿性能の低下を抑えることができる。また、ポンプの圧損を低減できるので、省エネ化、装置の小型化等が可能となる。

また、上記第５の発明によっても、二段階の除湿による結露の抑制・防止は実現される。

図１は、実施形態１に係る調湿装置の概略構造を示す平面図である。 図２は、実施形態１に係る給気側及び排気側のモジュールをその一部を省略して図示した概略斜視図である。 図３は、実施形態１に係る給気側及び排気側のモジュールをその一部を省略して図示した水平断面図である。 図４は、実施形態１に係る調湿装置の冷媒回路及び吸収剤回路の概略構成図である。 図５は、実施形態１に係る調湿装置の圧縮機を用いた冷凍サイクルの模式的なＰ−ｈ線図である。 図６は、実施形態１に係る調湿装置を用いた除湿に関する湿り空気線図である。 図７は、実施形態２に係る調湿装置の冷媒回路及び吸収剤回路の概略構成図である。 図８は、実施形態３に係る調湿装置の冷媒回路及び吸収剤回路の概略構成図である。 図９は、その他の実施形態に係る調湿装置の冷媒回路及び吸収剤回路の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
実施形態１の調湿装置（10）は、液体吸収剤を用いて室内の調湿を行う。また、調湿装置（10）は、室外空気（OA）を取り込み、この空気を供給空気（SA）として室内へ供給する同時に、室内空気（RA）を取り込み、この空気を排出空気（EA）として室外へ排出する。

〈調湿装置の構成〉
図１に示すように、本実施形態の調湿装置（10）は、ケーシング（20）を備えている。ケーシング（20）には、給気ファン（27）及び排気ファン（28）と、液膜式の調湿用モジュールである前段給気側モジュール（40a）、後段給気側モジュール（140a）及び排気側モジュール（40b）が収容されている。

−ケーシング−
図１に示すように、ケーシング（20）は、直方体の箱状に形成されている。ケーシング（20）では、その一方の端面に外気吸込口（21）と排気口（24）とが形成され、その他方の端面に内気吸込口（23）と給気口（22）とが形成されている。ケーシング（20）の内部空間は、給気通路（25）と排気通路（26）に仕切られている。給気通路（25）は、外気吸込口（21）及び給気口（22）に連通している。給気通路（25）には、給気ファン（27）と、前段給気側モジュール（40a）及び後段給気側モジュール（140a）とが配置されている。一方、排気通路（26）は、内気吸込口（23）及び排気口（24）に連通している。排気通路（26）には、排気ファン（28）と排気側モジュール（40b）とが配置されている。

−調湿用モジュール−
前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）と、排気側モジュール（40b）とは、液体吸収剤を用いて空気を調湿する調湿用モジュールである。各モジュール（40a,140a,40b）は、図２及び図３に示すように、複数の内側部材（60）と外側ケース（50）と伝熱部材（46a,46b）とを備えている。

各内側部材（60）は、両端が開口した中空の直方体状に形成されている。この内側部材（60）は、支持枠（61）と該支持枠（61）の側面を覆う透湿膜（62）とを備えている。この透湿膜（62）は、液体吸収剤を透過させずに水蒸気を透過させる膜である。この透湿膜（62）としては、例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂から成る疎水性多孔膜を用いることができる。

外側ケース（50）は中空の直方体状に形成され、この外側ケース（50）の側板（53,54）には複数の通風孔（56）が形成されている。この外側ケース（50）には、複数の通風孔（56）と同数の内側部材（60）が収容されている。内側部材（60）は、それぞれの側面を覆う透湿膜（62）が互いに向かい合う姿勢で、外側ケース（50）の長手方向に一列に配列されている。そして、内側部材（60）は、その開口部（63）が側板（53,54）の通風孔（56）と重なるように、外側ケース（50）に固定される。

内側部材（60）の内側の空間は、外側ケース（50）の通風孔（56）を介して外部と連通しており、空気が流れる空気通路（42）となっている。空気通路（42）には、給気通路（25）又は排気通路（26）を流れる空気が流通する。

また、内側部材（60）の外側で且つ外側ケース（50）の内側の空間は、液体吸収剤が流れる吸収剤通路（41）となっている。吸収剤通路（41）では、吸収剤回路（30）を循環する液体吸収剤が流通する。従って、透湿膜（62）は、その表面が空気通路（42）を流れる空気と接触し、その裏面が吸収剤回路（30）を流れる液体吸収剤と接触する。

前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）と、後段給気側モジュール（140a）の伝熱部材（146a）と、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）とは、複数本の伝熱管（70）と、一つの第１ヘッダ（71）と、一つの第２ヘッダ（72）とを備えている。各伝熱管（70）は、内部が複数の流路に仕切られた多穴扁平管である。複数の伝熱管（70）は、それぞれの平坦面が互いに向かい合う姿勢で、互いに一定の間隔をおいて一列に配置されている。第１ヘッダ（71）は一列に配置された各伝熱管（70）の上端に接合され、第２ヘッダ（72）は一列に配置された各伝熱管（70）の下端に接合されている。

外側ケース（50）内において、各伝熱部材（46a,146a,46b）の伝熱管（70）は、隣り合う内側部材（60）の間に一本ずつ配置され、この伝熱管（70）の表面が吸収剤通路（41）を流れる液体吸収剤と接触する。つまり、前段給気側モジュール（40a）、後段給気側モジュール（140a）及び排気側モジュール（40b）では、伝熱部材（46a,146a,46b）の周囲に液体吸収剤が流れる吸収剤通路（41）（詳細は後述する放湿路（41b,41a,141a）及び吸湿路（41a,141a,41b））が形成される。

−冷媒回路−
調湿装置（10）は、図４に示すように、冷媒回路（35）を備えている。冷媒回路（35）は、二段圧縮機である圧縮機（36）と、前段膨張弁（38）と、前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）と、後段膨張弁（138）と、後段給気側モジュール（140a）の伝熱部材（146a）と、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）とが接続された閉回路である。

この冷媒回路（35）では、圧縮機（36）の吐出側が排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）に接続されている。また、冷媒回路（35）において、排気側の伝熱部材（46b）の後には、前段膨張弁（38）、前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）を順に通って圧縮機（36）の（二段圧縮における）中間圧の吸引側に戻る経路と、後段膨張弁（138）、後段給気側モジュール（140a）の伝熱部材（146a）を順に通って圧縮機（36）の低圧の吸引側に戻る経路とが並列に設けられている。つまり、排気側の伝熱部材（46b）を出た冷媒は、前段給気側モジュール（40a）の側と後段給気側モジュール（140a）の側と分かれてそれぞれを通過した後、圧縮機（36）に戻る。冷媒回路（35）は、冷媒回路（35）に封入された冷媒を循環させることにより蒸気圧縮冷凍サイクルを行なう。また、冷媒回路（35）は、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）と、排気側モジュール（40b）とに対し、冷媒を熱媒体として供給する。

−吸収剤回路−
図４に示すように、吸収剤回路（30）は、排気側モジュール（40b）内の吸収剤通路（41）（排気側流路（41b））と、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）内の吸収剤通路（41）（前段及び後段の給気側流路（41a,141a））とが接続される閉回路である。吸収剤回路（30）には、１つのポンプ（12）が接続されている。ポンプ（12）は、吸収剤回路（30）の液体吸収剤を搬送するポンプ機構である。ポンプ（12）は、液体吸収剤の流量を調節可能な可変容量式のポンプで構成される。吸収剤回路（30）において、給気側流路（41a,141a）が吸湿路を構成し、排気側流路（41b）が放湿路を構成する。

図４に示すように、吸収剤回路（30）には、溶液熱交換器（90）が設けられている。溶液熱交換器（90）は２つの流路（90a,90b）を有し、給気側流路（41a,141a）から排気側流路（41b）に向かう液体吸収剤と、その逆に排気側流路（41b）から給気側流路（41a,141a）に向かう液体吸収剤とを熱交換させる。尚、溶液熱交換器（90）は、２つの流路（90a,90b）を流れる液体吸収剤が互いに向かい合うように流れる対向流式であり、２重管方式、多管円筒式、渦巻管式等の種々の方式が採用できる。

また、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）は、吸収剤回路（30）において互いに並列に設けられている。つまり、吸収剤回路（30）には分岐があり、ポンプ（12）から吐出された液体吸収剤は、排気側モジュール（40b）の吸収剤流路（41b）及び溶液熱交換器（90）を通過した後、前段給気側モジュール（40a）側と後段給気側モジュール（140a）との２方に分かれてそれぞれを通過する。その後、液体吸収剤は再度合流し、溶液熱交換器（90）を通過してポンプ（12）に戻る。

−コントローラー−
本実施形態の調湿装置（10）は、運転を制御するためのコントローラー（100）を備える。詳細は後述するが、コントローラー（100）は、設定された目標湿度から前段給気側モジュール（40a）及び後段給気側モジュール（140a）における液体吸収剤の温度、蒸発温度等を算出する算出部（101）と、算出部（101）による算出結果に基づいて、圧縮機（36）の出力、膨張弁（38,138）の開度等を制御する運転制御部（102）を備える。また、コントローラー（100）は、ポンプ（12）等の制御も行なう。コントローラー（100）の動作のために、調湿装置（10）は、湿度センサー、温度センサー等（図示は省略する）を備えていても良い。

〈調湿装置の運転動作〉
次に、調湿装置（10）によって室内を除湿する運転動作について説明する。

調湿装置（10）による室内除湿の際には、圧縮機（36）が運転される。これにより、圧縮機（36）で圧縮された冷媒が、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）で放熱した後に二手に分かれ、前段膨張弁（38）及び後段膨張弁（138）においてそれぞれ減圧される。前段膨張弁（38）にて減圧された冷媒は、前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）で蒸発し、圧縮機（36）の中間圧の吸引側に吸入される。また、後段膨張弁（138）にて減圧された冷媒は、後段の給気側モジュール（140a）の伝熱部材（46a）で蒸発し、圧縮機（36）の低圧の吸引側に吸入される。このように、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）の伝熱部材（46,146a）が蒸発部となり、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）が凝縮部となる。

また、ポンプ（12）により、前述のように吸収剤回路（30）に液体吸収剤が循環される。

更に、給気ファン（27）と排気ファン（28）とが運転される。これにより、室外空気（OA）が給気通路（25）に取り込まれ、室内空気（RA）が排気通路（26）に取り込まれる。室外空気（OA）は、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）を通過して除湿された後（つまり、液体吸収剤によって水分を吸収された後）、室内空間へ供給空気（SA）として供給される。室内空気（RA）は、排気側モジュール（40b）を通過して放湿された後（つまり、液体吸収剤に水分を放出した後）、室外空間へ排出空気（EA）として排出される。

ここで、二段圧縮機である圧縮機（36）を用いた冷凍サイクルの模式的なＰ−ｈ線図を図５に示す。図５において、実線の矢印は前段給気側モジュール（40a）を通過する冷媒について示し、破線の矢印は後段の給気側モジュール（140a）を通過する冷媒について示している。

圧縮機（36）により、冷媒は状態２まで圧縮される。凝縮器である排気側の伝熱部材（46b）にて放熱し、状態３の高圧液となる。その後、前段側に流れる液体吸収剤は、前段膨張弁（38）によって状態４まで膨張し、前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）（蒸発器）に流入する。前段側の伝熱部材（46a）にて蒸発した冷媒は、状態１の蒸気として圧縮機（36）の中間圧の吸引側に吸引され、再び状態２にまで圧縮される。また、排気側の伝熱部材（46b）にて状態３の高圧液となった後、後段側に流れる液体吸収剤は、後段膨張弁（138）によって状態５まで膨張し、後段給気側モジュール（140a）の伝熱部材（146a）（蒸発器）に流入する。後段側の伝熱部材（146a）にて蒸発した冷媒は、状態６の蒸気として圧縮機（36）の低圧の吸引側に吸引される。その後、二段階の圧縮により、状態１を経て状態２まで再び圧縮される。

ここで、状態４及び１は、状態５及び６よりも低圧であるから、後段給気側モジュール（140a）の伝熱部材（146a）では、前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）に比べて低温に冷却される。

〈調湿装置の制御〉
次に、前段給気側モジュール（40a）及び後段の給気側モジュール（140a）における液体吸収剤の温度設定等、調湿装置（10）の運転状態の制御について説明する。

図６は湿り空気線図であり、室外空気（OA）を供給空気（SA）にまで除湿することに関して示している。

ここで、室外空気（OA）に対し、目標湿度がＩであるものとする。液体吸収剤を用いた調湿装置によって目標湿度Ｉを達成するために必要な吸収剤温度IIが（算出部１０１において）算出できる。吸収剤温度IIは、給気側モジュールにおいて実現する必要がある液体吸収剤の温度である。本実施形態の調湿装置（10）の場合、前段及び後段のモジュールを用いており、後段給気側モジュール（140a）を流出する空気が供給空気（SA）であるから、後段給気側モジュール（140a）において吸収剤温度IIを実現すれば良い。

ここで、仮に、吸収剤温度IIの液体吸収剤が流れる一段だけの給気側モジュールを用いる（つまり、温度IIにより室外空気（OA）を直接冷却した）とする。この場合、温度IIの液体吸収剤が流れるモジュールに室外空気（OA）が流れ、温度が低下すると共に水分が吸収されるが、空気の温度が露点よりも低くなって結露することがある（図６に経路２０１として示す）。結露が起ると、モジュールの除湿性能が低下してしまうので、これを避けることが望まれる。

上述の通り、目標湿度Ｉを達成するために、後段給気側モジュール（140a）における液体吸収剤の温度を所定の吸収剤温度IIとすることは必須であり、任意には定められない。そこで、後段給気側モジュール（140a）における結露を避けるために、後段給気側モジュール（140a）に流入する空気（又は、前段給気側モジュール（40a）を流出する空気）の露点を、吸収剤温度IIよりも低くする。

更に、このために必要な吸収剤温度IIIを算出し、当該温度を、前段給気側モジュール（40a）における液体吸収剤の温度として設定する。

このようにして調湿装置（10）による除湿を行なうと、室外空気（OA）は、前段給気側モジュール（40a）において一定の除湿が行なわれ（経路２０２）、前段給気側モジュール（40a）を流出する際には図６に示す中間空気（MA）となる。この後、中間空気（MA）が後段給気側モジュール（140a）に流入し、更に除湿されて目標湿度Ｉを達成し（経路２０３）、供給空気（SA）として室内に供給される。

前段給気側モジュール（40a）を流れる液体吸収剤の温度IIIは、後段給気側モジュール（140a）を流れる液体吸収剤の温度IIよりも高いので、一度に温度IIにて冷却する場合よりも結露は発生しにくい条件となっている。このようにして水分量が減少し、露点が低下した中間空気（MA）を後段給気側モジュール（140a）に供給することにより、後段給気側モジュール（140a）を流れる液体吸収剤が温度IIであっても、結露を避けることができる。

以上のように、コントローラー（100）によって、各種の温度を設定する。つまり、前段給気側モジュール（40a）における液体吸収剤の温度を、後段給気側モジュール（140a）における液体吸収剤の温度よりも高く設定する。また、後段給気側モジュール（140a）における液体吸収剤の温度を、目標湿度に対応するように調整し、且つ、前段給気側モジュール（40a）における液体吸収剤の温度を、後段給気側モジュール（140a）の温度に基づいて設定する。更に、後段給気側モジュール（140a）における液体吸収剤の温度を、後段給気側モジュール（140a）に供給される空気の露点温度よりも高くなるように設定する。

尚、前段及び後段における吸収剤温度II及びIIIを実現するためには、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）の伝熱部材（46a,146a）における冷媒の蒸発温度を設定する。更にこのためには、圧縮機（36）の回転数、前段膨張弁（38）及び後段膨張弁（138）の開度等を制御する。このような制御は、算出部（101）及び運転制御部（102）を備えるコントローラー（100）を用いて行なう。

−実施形態１の効果−
以上に説明した通り、実施形態１の調湿装置（10）によると、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）に順に室外空気を通過させると共に、両モジュールにおける液体吸収剤の温度を調整することにより、結露を防ぎながら除湿を行なうことができる。

《発明の実施形態２》
続いて、実施形態２の調湿装置（10）について説明する。実施形態２の調湿装置（10）は、図７に示すように、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）に対して個別の冷媒回路を用いる点において、実施形態１の調湿装置（10）と相違する。以下、実施形態１の調湿装置（10）と同じ構成要素については同じ符号を付し、また、相違点を中心に説明する。

−調湿用モジュール−
前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）については、実施形態１と同様である。

排気側モジュール（40b）は、２つの伝熱部材（46b,146b）を備え、それぞれに異なる冷媒回路が接続される点において、実施形態１と相違する。外側ケース（50）、内側部材（60）等の基本的な構成については実施形態１の場合と同様である。

−冷媒回路−
本実施形態の調湿装置（10）は、図７に示すように、第１冷媒回路（35）と第２冷媒回路（135）とを備えている。第１冷媒回路（35）は、第１圧縮機（36）と、排気側モジュール（40b）の第１伝熱部材（46b）と、前段膨張弁（38）と、前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）とが接続された閉回路であり、この順に冷媒が循環する。また、第２冷媒回路（135）は、第２圧縮機（136）と、排気側モジュール（40b）の第２伝熱部材（146b）と、後段膨張弁（138）と、後段給気側モジュール（140a）の伝熱部材（146a）とが接続された閉回路であり、この順に冷媒が循環する。尚、本実施形態において、第１圧縮機（36）及び第２圧縮機（136）は、いずれも一段の圧縮機である。

第１及び第２の冷媒回路（35,135）は、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）と、排気側モジュール（40b）とに対して冷媒を熱媒体として供給し、個別に蒸気圧縮冷凍サイクルを行なう。

−吸収剤回路−
本実施形態の調湿装置（10）は、図７に示す吸収剤回路（30）を有する。これは、図４に示す実施形態１の吸収剤回路（30）と同じ構成である。つまり、排気側モジュール（40b）と、前段給気側モジュール（40a）と、後段給気側モジュール（140a）とが接続され、ポンプ（12）によって液体吸収剤が循環されている。前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）は並列に接続されている。ポンプ（12）から吐出された液体吸収剤は、排気側モジュール（40b）の排気側流路（41b）を通過した後、前段給気側モジュール（40a）の前段給気側流路（41a）及び後段給気側モジュール（140a）の後段給気側流路（141a）に分かれてそれぞれを通過し、ポンプ（12）に戻る。

〈調湿装置の運転動作〉
本実施形態の調湿装置（10）の運転動作は、第１及び第２の冷媒回路（35,135）によって各伝熱部材（46a,146a,46b,146b）の加熱及び冷却を行なう点の他は、実施形態１の場合と同様である。

つまり、実施形態１の場合、二段圧縮機である圧縮機（36）の中間圧及び低圧を利用して、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）に対応している。これに対し、本実施形態では、前段給気側モジュール（40a）には第１圧縮機（36）及び前段膨張弁（38）を備える第１冷媒回路（35）が接続されて、該第１冷媒回路（35）を利用した冷凍サイクルによって前段給気側モジュール（40a）における液体吸収剤の冷却を行なう。また、後段給気側モジュール（140a）には第２圧縮機（136）及び後段膨張弁（138）を備える第２冷媒回路（135）が接続されて、該第２冷媒回路（135）を利用した冷凍サイクルによって後段給気側モジュール（140a）における液体吸収剤の冷却を行なう。

−実施形態２の効果−
以上に説明した通り、実施形態２の調湿装置（10）によると、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）に順に室外空気を通過させると共に、両モジュールにおける液体吸収剤の温度を調整することにより、結露を防ぎながら除湿を行なうことができる。

また、２つの冷媒回路（35,135）を用いることによって、前段及び後段の調湿用モジュール（40a,140a）における冷却を独立して操作でき、より自由度の高い調湿装置（10）の制御が可能となっている。

《発明の実施形態３》
続いて、実施形態３の調湿装置（10）について説明する。本実施形態の調湿装置（10）では、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）が吸収剤回路（30）において直列に接続されている。

−調湿用モジュール−
本実施形態における前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）と、排気側モジュール（40b）とについては、いずれも実施形態１と同様であり、伝熱部材（46a,146a,46b）の周囲に、液体吸収剤が流れる吸収剤通路（41a,141a,41b）が形成されている。

−冷媒回路−
本実施形態の調湿装置（10）が備える冷媒回路（35）については、実施形態１と同様である。つまり、冷媒回路（10）は、二段圧縮機である圧縮機（36）と、前段膨張弁（38）と、前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）と、後段膨張弁（138）と、後段給気側モジュール（140a）の伝熱部材（146a）と、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）とが接続された閉回路である。排気側の伝熱部材（46b）を出た冷媒は、前段給気側モジュール（40a）の側と後段給気側モジュール（140a）の側と分かれてそれぞれを通過した後、圧縮機（36）に戻る。

−吸収剤回路−
実施形態１及び２の場合、図４及び図７に示す通り、前段及び後段の調湿用モジュール（40a,140a）は、吸収剤回路（30）において互いに並列に接続されている。従って、排気側モジュール（40b）を出て溶液熱交換器（90）を通過した液体吸収剤は、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）に分かれて別々に流入及び通過した後、再び合流してポンプ（12）に戻る。

これに対し、本実施形態の場合、図８に示す通り、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）は、吸収剤回路（30）において直列に接続されている。従って、液体吸収剤は、前段給気側モジュール（40a）と後段給気側モジュール（140a）とをこの順に通過する。より詳しく述べると、ポンプ（12）の吐出側を出て排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）及び溶液熱交換器（90）を通過した液体吸収剤は、前段給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）に入り、通過する。その後、液体吸収剤は、後段給気側モジュール（140a）の伝熱部材（146a）に入り、通過する。更にその後、溶液熱交換器（90）を通過し、ポンプ（12）に戻る。

〈調湿装置の運転動作〉
本実施形態の調湿装置（10）の運転動作について、吸収剤回路（10）の構成及びそれによる液体吸収剤の流れが異なる点の他は、実施形態１の場合と同様である。

つまり、圧縮機（36）を運転し、冷媒回路（35）により、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）の伝熱部材（46,146a）を蒸発部、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）を凝縮部する蒸気圧縮冷凍サイクルを行なう。また、ポンプ（12）により吸収剤回路（30）に液体吸収剤が循環されると共に、給気ファン（27）及び排気ファン（28）により空気が流れる。

更に、コントローラー（100）により、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）における液体吸収剤の温度を、実施形態１の場合と同様に設定する。このようにして、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）により二段階の除湿を行なうことにより、いずれも結露を生じにくい条件とすることができる。

−実施形態３の効果−
以上のように、実施形態３の調湿装置（10）によると、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）に順に室外空気を通過させると共に、両モジュールにおける液体吸収剤の温度を調整することにより、結露を避けながら除湿を行なうことができる。

また、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）を直接に接続した構成とすることにより、パス数が少なくなることから、液体吸収剤の偏流が少なくなるという利点がある。

但し、前段及び後段の調湿用モジュール（40a,140a）に要求される性能は異なり、液体吸収剤の容量も異なる。また、直列とした場合、前段給気側モジュール（40a）において濃度の低下した液体吸収剤が後段給気側モジュール（140a）を流れることになるが、並列の場合には両方の調湿用モジュール（40a,140a）に同じ濃度の（排気側モジュール（40b）において再生された）液体吸収剤が供給される。更に、ポンプ（12）の圧損についても、並列の場合の方が直列の場合よりも小さい。このような点に関しては、実施形態１のように前段及び後段の調湿用モジュール（40a,140a）を並列に接続する方が望ましい。従って、直列及び並列それぞれの利点を考慮していずれかを選択する。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

実施形態１〜３において、各調湿用モジュール（40a,140a,40b）について、熱源一体型（伝熱部材（46）が吸収剤通路（41）内に配置された構造）であるものとして説明した。

しかしながら、このことは必須ではない。つまり、図９に示すように、前段及び後段の調湿用モジュール（40a,140a）及び排気側モジュール（40b）は、伝熱部材（46a,146a,46b）を備えず、代りに、前段給気側熱交換器（51a）及び後段給気側熱交換器（151a）と、排気側熱交換器（51b）とを備える構成としても良い。これらの熱交換器（51a,151a,51b）は、いずれも、液体吸収剤と冷媒を熱交換させる熱交換器である。また、図９における各調湿用モジュール（40a,140a,40b）は、例えば、２つのヘッダ部の間に複数の調湿配管が設置され、調湿配管の周囲に空気通路が形成された構成である。調湿配管は、その外周面が透湿膜で構成され、その内部に液体吸収剤が流れる流路が形成されている。

前段給気側熱交換器（51a）は、前段給気側モジュール（40a）に流入する液体吸収剤と、冷媒回路（35）を流れる冷媒との熱交換を行なう。及び後段給気側熱交換器（151a）は、後段給気側モジュール（140a）に流入する液体吸収剤と、冷媒回路（35）を流れる冷媒との熱交換を行なう。

吸収剤回路（30）には分岐があり、ポンプ（12）から吐出された液体吸収剤は、排気側モジュール（40b）、排気側熱交換器（51b）及び溶液熱交換器（90）を順に通過した後、２方に分かれる。そのうち一方は、前段給気側熱交換器（51a）及び前段給気側モジュール（40a）を順に通過する。他方は、後段給気側熱交換器（151a）及び後段給気側モジュール（140a）を順に通過する。この後、両者の液体吸収剤は再度合流し、溶液熱交換器（90）を通過してポンプ（12）に戻る。

このような冷媒回路（35）及び吸収剤回路（30）を有する調湿装置（10）においても、これまでに説明したのと同様に、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）に順に室外空気を通過させると共に、両モジュールにおける液体吸収剤の温度を調整することにより、結露を防ぎながら除湿を行なうことができる。

また、以上では、前段及び後段の調湿用モジュール（40a,140a）のいずれにおいても伝熱部材（46a,146a）を備えているものとして説明した。しかしながら、後段給気側モジュール（140a）のみが伝熱部材（146a）を備える構成とすることもできる。この場合、前段給気側モジュール（40a）には、溶液熱交換器（90）において冷却された液体吸収剤が流入する。このような場合にも、前段及び後段の給気側モジュール（40a,140a）に順に室外空気を通過させると共に、後段給気側モジュール（140a）における液体吸収剤の温度を調整することにより、結露を防ぎながら除湿を行なうことができる。

また、以上では、いずれも前段及び後段の２つの給気側モジュール（40a,140a）を用いた。しかしながら、空気が順に流れるように３つ以上の調湿用モジュールを設置し、３段以上の除湿を行なっても良い。特に高温で且つ多湿の場合等には、このようにすることが望ましい。この場合、上流側から下流側に向かって調湿用モジュールを通る液体吸収剤の温度を次第に低くする。また、２段目以降の調湿用モジュールにおいて、通過する空気の露点が液体吸収剤の温度よりも低くなるように制御する。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、結露を防止しながら除湿が行えるので、調湿装置として有用である。

10 調湿装置
30 吸収剤回路
40a 前段給気側モジュール（第１の吸湿側モジュール）
40b 排気側モジュール（放湿側モジュール）
46a 伝熱部材（加熱機構、冷却機構）
100 コントローラー（温度調節部）
140a 後段給気側モジュール（第２の吸湿側モジュール）
146a 伝熱部材（加熱機構、冷却機構）

Claims (5)

1. 液体吸収剤が充填されて該液体吸収剤が循環する閉回路に構成されると共に、前記液体吸収剤が空気から吸湿する第１の吸湿側モジュール（40a）及び第２の吸湿側モジュール（140a）と、前記液体吸収剤が空気へ放湿する放湿側モジュール（40b）とが接続される吸収剤回路（30）と、前記第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）の液体吸収剤を冷却する冷却機構（46a,146a）及び前記放湿側モジュール（40b）の液体吸収剤を加熱する加熱機構（46b,146b）とを備え、
   前記第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）は、前記第１の吸湿側モジュール（40a）から流出する空気が第２の吸湿側モジュール（140a）に供給されるように配置され、
   前記第１の吸湿側モジュール（40a）における前記液体吸収剤の温度が、前記第２の吸湿側モジュール（140a）における前記液体吸収剤の温度よりも高くなるように前記冷却機構（46a,146a）を制御する温度調節部（100）を備えることを特徴とする調湿装置。
2. 請求項１において、
   前記温度調節部（100）は、前記第２の吸湿側モジュール（140a）における前記液体吸収剤の温度を、目標湿度に対応する温度に調整すると共に、前記第１の吸湿側モジュール（40a）における前記液体吸収剤の温度を、前記第２の吸湿側モジュール（140a）における前記液体吸収剤の温度に基づいて調整することを特徴とする調湿装置。
3. 請求項１において、
   前記温度調節部（100）は、前記第２の吸湿側モジュール（140a）における前記液体吸収剤の温度を、前記第２の吸湿側モジュール（140a）に供給される空気の露点温度よりも高くなるように調整することを特徴とする調湿装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
   前記第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）は、前記液体吸収剤回路において互いに並列に接続されていることを特徴とする調湿装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
   前記第１及び第２の吸湿側モジュール（40a,140a）は、前記液体吸収剤回路において直列に接続されていることを特徴とする調湿装置。

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