JP5811729B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は、室内を空調する空調装置と室内を調湿する調湿装置とを有する空調システムに関するものである。

従来より、空気中の水分と液体吸収剤との間で水分の授受を行い空気を調湿する調湿装置が知られている。

例えば特許文献１には、液体吸収剤が循環する吸収剤回路に２つの調湿部（吸湿部と放湿部）とが接続された調湿装置が開示されている。吸湿部と放湿部とでは、空気通路と液体吸収剤が流れる流路とが透湿膜によって仕切られる。吸収剤回路の液体吸収剤が循環すると、吸湿部では、空気中の水分が透湿膜を介して液体吸収剤へ吸収される。吸湿部で除湿された空気は、室内へ供給される。また、吸湿部で低濃度となった液体吸収剤は、放湿部へ送られる。放湿部では、液体吸収剤中の水分が空気中へ放出される。放湿部で高濃度となった液体吸収剤は、吸湿部へ再び送られて、空気の除湿に利用される。

特開平０５−１４６６２７号公報

上記のような調湿装置で調湿される室内は、空調装置によって冷房又は暖房されるが一般的である。このため、空調装置と調湿装置とを併用する空調システムが考えられる。しかしながら、単純に空調装置と調湿装置とを独立して運転するだけでは、システム全体としての効率を十分高めることができない。

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、空調装置と液膜式の調湿装置とを備えた空調システムにおいて、システム全体の効率の向上を図ることである。

第１の発明は、空調システムを対象とし、圧縮機（12）と室内熱交換器（16）と膨張弁（17）と室外熱交換器（13）とが接続されて冷媒の循環方向が可逆に構成された冷媒回路（10a）を有し、上記室内熱交換器（16）で室内の空調を行うヒートポンプ式の空調装置（10）と、空気中の水分を液体吸収剤中へ吸収する吸湿部（23,24,27,28）と、液体吸収剤中の水分を空気中へ放出する放湿部（24,23,28,27）と、が接続される吸収剤回路（20a）を有して室内を調湿する調湿装置（20）とを備え、前記吸収剤回路（20a）には、前記吸湿部（23,24,27,28）を流出した液体吸収剤と、冷房時に凝縮器となる前記室外熱交換器（13）を流れる冷媒とを熱交換させる熱交換部（40）が接続され、前記調湿装置（20）の前記吸湿部（23,24,27,28）で除湿した空気を室内へ供給すると同時に、前記空調装置（10）の前記室内熱交換器（16）で冷却した空気を前記室内へ供給する冷房除湿運転を行うように構成されることを特徴とする。

第１の発明では、空調装置（10）と液膜式の調湿装置（20）とが併用される空調システムが構成される。空調装置（10）では、冷媒回路（10a）の冷媒の循環方向に応じて、冷房運転と暖房運転とが切り換えられる。即ち、冷房運転では、圧縮機（12）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（13）で凝縮し、膨張弁（17）で減圧され、室内熱交換器（16）で蒸発して圧縮機（12）に吸入される。また、暖房運転では、圧縮機（12）で圧縮された冷媒が、室内熱交換器（16）で凝縮し、膨張弁（17）で減圧され、室外熱交換器（13）で蒸発して圧縮機（12）に吸入される。また、調湿装置（20）では、吸収剤回路（20a）を液体吸収剤が循環することで、吸湿部（23,24,27,28）では空気から吸湿され、放湿部（24,23,28,27）では空気へ放湿される。

本発明では、空調装置（10）の冷房運転時において、吸湿部（23,24,27,28）を流出した液体吸収剤と、室外熱交換器（13）を流れる高圧冷媒とが、熱交換部（40）を介して熱交換する。従って、高圧冷媒は、液体吸収剤によって冷却される。このように空気よりも温度の低い液体吸収剤で高圧冷媒を安定して冷却することで、室外熱交換器（13）の凝縮圧力を低下させることができる。その結果、圧縮機（12）の動力を抑えつつ、空調装置（10）の冷房能力を向上できる。

また、熱交換部（40）では、液体吸収剤が冷媒によって加熱される。このように放湿部（24,23,28,27）へ流入する液体吸収剤が加熱されると、放湿部（24,23,28,27）では、液体吸収剤から空気中への水分の放湿性能が高くなる。

第２の発明は、第１の発明において、前記熱交換部（40）は、前記放湿部（24,23,28,27）を流出した液体吸収剤と、暖房時に蒸発器となる前記室外熱交換器（13）を流れる冷媒とを熱交換させるように構成され、前記調湿装置（20）の前記吸湿部（23,24,27,28）で加湿した空気を室内へ供給すると同時に、前記空調装置（10）の前記室内熱交換器（16）で加熱した空気を前記室内へ供給する暖房加湿運転を行うように構成されることを特徴とする。

第２の発明では、空調装置（10）の暖房運転時において、放湿部（24,23,28,27）を流出した液体吸収剤と、室外熱交換器（13）を流れる低圧冷媒とが、熱交換部（40）を介して熱交換する。従って、低圧冷媒が加熱されて、暖房能力が向上する。また、室外熱交換器（13）では、例えば冬季において表面が着霜し易くなるが、凍結温度の低い液体吸収剤と、室外熱交換器（13）を流れる低圧冷媒とが、熱交換部（40）を介して熱交換することで上記の着霜現象が生じるのを防止できる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記熱交換部（40）は、透湿膜（62）によって一部又は全部が構成され、空気が流れる空気通路（42）と液体吸収剤が流れる吸収剤通路（41）とを仕切る仕切部材（45）を有し、前記室外熱交換器（13）の伝熱管（70）が、前記仕切部材（45）内の吸収剤通路（41）に配設されることを特徴とする。

第３の発明では、室外熱交換器（13）の伝熱管（70）が、仕切部材（45）の吸収剤通路（41）に配設されることで、伝熱管（70）を流れる冷媒と、吸収剤通路（41）を流れる液体吸収剤との間で熱交換が行われる。また、仕切部材（45）は、少なくとも一部が透湿膜（62）で構成されているため、この透湿膜（35）を介して空気と液体吸収剤との間で水分が授受される。

具体的に、例えば空調装置（10）の冷房運転時には、液体吸収剤が冷媒によって加熱されるため、仕切部材（45）内の液体吸収剤から空気中へ水分が放出される。その結果、調湿装置（20）での放湿量が増大するため、これに伴い吸湿部（23,24,27,28）での吸湿性能を向上できる。

また、空調装置（10）の暖房運転時には、液体吸収剤が冷媒によって冷却されるため、空気中から仕切部材（45）内の液体吸収剤へ水分が吸収される。その結果、調湿装置（20）での吸湿量が増大するため、これに伴い放湿部（24,23,28,27）での放湿性能を向上できる。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、前記調湿装置（20）は、室外空気を前記吸湿部（23,24,27,28）及び前記放湿部（24,23,28,27）の一方に通過させて室内へ供給し、室内空気を前記吸湿部（23,24,27,28）及び前記放湿部（24,23,28,27）の他方に通過させて室外へ排出するように構成されることを特徴とする。

第４の発明の調湿装置（20）は、例えば吸湿部（23,24,27,28）で除湿された室外空気が室内へ供給されると同時に、放湿部（24,23,28,27）で放湿された室内空気が室外へ排出される。また、例えば放湿部（24,23,28,27）で加湿された室外空気が室内へ供給されると同時に、吸湿部（23,24,27,28）で吸湿された室内空気が室外へ排出される。このような運転では、液体吸収剤と空気との間の水蒸気分圧差が確保し易いため、熱交換部（40）以外の他の熱源を用いることなく、空気を除湿又は加湿することができる。

第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明において、前記室外熱交換器（13）を通過する空気を搬送するファン（91）を備えていることを特徴とする。

第５の発明では、空調装置（10）の運転を補助するファン（91）が設けられる。これにより、例えば夏季に室外熱交換器（13）での冷媒の放熱量が不足する場合に、ファン（91）を運転して放熱量を増大できる。また、例えば冬季に室外熱交換器（13）での冷媒の吸熱量が不足する場合に、ファン（91）を運転して吸熱量を増大できる。

本発明によれば、空調装置（10）の冷房運転時において、液体吸収剤によって高圧冷媒を冷却することで、冷媒回路（10a）の冷媒の凝縮圧力を低下させて冷房能力を向上できる。また、調湿装置（20）では、放湿部（24,23,28,27）へ供給される液体吸収剤を加熱することで、放湿部（24,23,28,27）での水分の放出を促すことができる。その結果、調湿装置（20）の除湿性能、あるいは加湿性能を向上できる。

また、第２の発明によれば、空調装置（10）の暖房運転時において、液体吸収剤によって低圧冷媒を加熱することで、暖房能力を向上できる。また、熱源側熱交換器（13）の表面での着霜を防止できる。

また、第３の発明によれば、仕切部材（45）で仕切った吸収剤通路（41）に伝熱管（70）を配設し、仕切部材（45）の少なくとも一部を透湿膜（62）で構成している。これにより、例えば冷房運転時には、伝熱管（70）によって吸収剤通路（41）内の液体吸収剤を加熱し、液体吸収剤中の水分を空気中へ放出できる。その結果、調湿装置（20）の除湿性能を向上できる。また、暖房運転時には、伝熱管（70）によって吸収剤通路（41）内の液体吸収剤を冷却し、空気中の水分を液体吸収剤中へ吸収できる。その結果、調湿装置（20）の加湿性能を向上できる。

第４の発明によれば、換気運転により、吸湿部（23,24,27,28）や放湿部（24,23,28,27）における空気と液体吸収剤との水蒸気分圧差を確保し易いので、熱交換部（40）以外の熱源を用いることなく、空気を調湿できる。

第５の発明によれば、室外熱交換器（13）を通過する空気を搬送するファン（91）を有しているため、空調装置（10）で確実に室内を冷房又は暖房できる。

実施形態１の空調システムの概略の配管系統図であり、冷房除湿運転の動作を表したものである。空調装置において、凝縮器となる熱交換器にハッチングを付し、蒸発器となる熱交換器にドットを付している。また、調湿装置において、吸湿側の調湿モジュールにはドットを付し、放湿側の調湿モジュールにはハッチングを付している。 実施形態１の空調システムの概略の配管系統図であり、暖房加湿運転の動作を表したものである。 実施形態１の調湿用モジュールの斜視図である。 実施形態１の伝熱ユニットをその一部を省略して図示した概略斜視図である。 実施形態１の伝熱ユニットの水平断面を示す概略断面図である。 実施形態１の伝熱ユニットをその一部を省略して図示した概略斜視図である。 実施形態１の伝熱ユニットをその一部を省略して図示した概略の分解斜視図である。 実施形態１の伝熱ユニットに設けられた内側部材を示す図であって、(Ａ)は概略斜視図であり、(Ｂ)はその水平断面を示す概略断面図である。 実施形態２の空調システムの概略の配管系統図であり、冷房除湿運転の動作を表したものである。 実施形態２の空調システムの概略の配管系統図であり、暖房加湿運転の動作を表したものである。 実施形態３の空調システムの概略の配管系統図であり、冷房除湿運転の動作を表したものである。 実施形態３の空調システムの概略の配管系統図であり、暖房加湿運転の動作を表したものである。 実施形態４の空調システムの概略の配管系統図であり、冷房除湿運転の動作を表したものである。 実施形態５の空調システムの概略の配管系統図であり、暖房加湿運転の動作を表したものである。 実施形態５の空調システムの概略の配管系統図である。

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》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態は、室内を空調する空調装置（10）と、室内を調湿する調湿装置（20）とを有する空調システム（S）である。

−空調装置の構成−
図１に示すように、本実施形態の空調装置（10）は、冷凍サイクルを行うヒートポンプ式に構成される。空調装置（10）は、室外に設置された室外ユニット（11）と、室内に設置された室内ユニット（15）とを有している。室外ユニット（11）には、圧縮機（12）、室外熱交換器（熱源側熱交換器（13））、四方切換弁（14）、及び膨張弁（17）が収容され、室内ユニット（15）には、室内熱交換器（利用側熱交換器（16））が収容されている。空調装置（10）では、これらの機器が冷媒配管によって互いに接続されて冷媒回路（10a）が構成される。

四方切換弁（14）は、圧縮機（12）の吐出側と連通する第１ポートと、圧縮機（12）の吸入側と連通する第２ポートと、室外熱交換器（13）側に連通する第３ポートと、室内熱交換器（16）側に連通する第４ポートとを有している。四方切換弁（14）は、第１ポートと第３ポートとが連通し且つ第２ポートと第４ポートが連通する第１状態（図１に示す実線で示す状態）と、第１ポートと第４ポートとが連通し且つ第２ポートと第３ポートが連通する第２状態（図２の実線で示す状態）とに切り換わる。冷媒回路（10a）では、四方切換弁（14）の設定に応じて冷媒の循環方向が可逆となっている。また、室外ユニット（11）には、詳細は後述する伝熱ユニット（40）が設置されている。

−調湿装置−
調湿装置（20）は、室内の換気を行いながら、この室内を除湿又は加湿する。調湿装置（20）は、室外空気を室内へ供給する給気通路（21）と、室内空気を室外へ排出する排気通路（22）とを有する。給気通路（21）には、給気側モジュール（23）が設置され、排気通路（22）には、排気側モジュール（24）が設置される。調湿装置（20）は、給気側モジュール（23）と排気側モジュール（24）とに接続して液体吸収剤が循環する吸収剤回路（20a）を備えている。液体吸収剤としては、例えば塩化リチウム水溶液が用いられる。また、吸収剤回路（20a）には、循環ポンプ（25）と伝熱ユニット（40）とが接続されている。給気側モジュール（23）及び排気側モジュール（24）は、空気中の水分を透湿膜（35）を介して空気中へ放出する放湿部、又は空気中の水分を透湿膜（35）を介して液体吸収剤中へ吸収する吸湿部を構成する。

給気側モジュール（23）及び排気側モジュール（24）は、調湿モジュール（30）を構成している。図３に示すように、調湿モジュール（30）は、第１ヘッダ部（31）と第２ヘッダ部（32）と、両者のヘッダ部（31,32）の間に介設される複数の調湿配管（33）とを有する。第１ヘッダ部（31）と第２ヘッダ部（32）とには、吸収剤回路（20a）と繋がる吸収液管（31a,31b）がそれぞれ接続している。第１ヘッダ部（31）と第２ヘッダ部（32）との間には、調湿配管（33）の周囲を通過する空気通路（34）が形成される。

調湿配管（33）は、その外周面が透湿膜（35）で構成され、その内部に液体吸収剤が流れる吸収剤通路（36）を形成している。透湿膜（35）は、液体吸収剤を通過させずに水蒸気を透過させる膜である。透湿膜（35）としては、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン、四ふっ化エチレン樹脂）等のふっ素樹脂から成る疎水性多孔膜を用いることができる。調湿配管（33）では、空気通路（34）を流れる空気と、吸収剤通路（36）を流れる液体吸収剤との間で水分の授受が行われる。

図４〜図８に示すように、伝熱ユニット（40）は、吸収剤回路（20a）の液体吸収剤と、冷媒回路（10a）の冷媒とを熱交換させるための熱交換部である。また、本実施形態の伝熱ユニット（40）は、空気と液体吸収剤との間で水分を授受して液体吸収剤の濃度を調整する水分濃度調整部を兼ねている。

伝熱ユニット（40）は、１つの外側ケース（50）と、複数の内側部材（60）とを有している。また、外側ケース（50）及び内側部材（60）は、空気が流れる空気通路（42）と液体吸収剤が流れる吸収剤通路（41）を仕切る仕切部材（45）を構成している。

図４に示すように、外側ケース（50）は、中空の直方体状に形成されており、底板（51）と、天板（52）と、一対の側板（53,54）と、一対の端板（55）とを備えている。なお、図４は、天板（52）と手前側の端板（55）とを省略した状態を示している。各側板（53,54）には、側板（53,54）を厚さ方向に貫通する通風孔（56）が複数形成されている。各通風孔（56）は、縦長の長方形状となっている。図５にも示すように、複数の通風孔（56）は、側板（53,54）の長手方向に一定の間隔で一列に配置されている。

図６及び図８にも示すように、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、透湿膜（62）とを備えている。支持枠（61）は、その下面と上面が板状に形成されている。つまり、支持枠（61）は、その下面と上面が閉塞されている。透湿膜（62）は、支持枠（61）の側面を覆うように設けられている。従って、内側部材（60）に設けられた透湿膜（62）は、平面状となっている。内側部材（60）の透湿膜（62）としては、調湿モジュール（30）の透湿膜（35）と同様のものを用いることができる。

外側ケース（50）には、各側板（53,54）に形成された通風孔（56）と同数の内側部材（60）が収容されている。外側ケース（50）の内部において、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。

図５に示すように、内側部材（60）の端面の開口部（63）と、外側ケース（50）の側板（53,54）の通風孔（56）とは、形状と大きさが一致している。内側部材（60）は、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。つまり、図５において、内側部材（60）の支持枠（61）の左端面は、左側に配置された側板（53）の内側面における通風孔（56）の周縁部に接合される。また、同図において、内側部材（60）の支持枠（61）の右端面は、右側に配置された側板（54）の内側面における通風孔（56）の周縁部に接合される。

図５に示すように、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、室外空気が流れる空気通路（42）となっている。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（20a）を循環する液体吸収剤が流通する。従って、透湿膜（62）は、その表面が室外空気と接触し、その裏面が吸収剤回路（20）を流れる液体吸収剤と接触する。

上述したように、外側ケース（50）に収容された複数の内側部材（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一列に並んでいる。このため、外側ケース（50）と内側部材（60）によって構成された本実施形態の仕切部材（45）では、平面状の透湿膜（62）が互いに向かい合う姿勢で一定の間隔をおいて配置されており、透湿膜（62）の配列方向（本実施形態では外側ケース（50）の長手方向）に空気通路（42）と吸収剤通路（41）とが交互に形成されている。なお、吸収剤通路（41）において、両側を透湿膜（62）に挟まれた部分は、内側部材（60）の上側と下側の部分を介して互いに連通している。

図６に示すように、外側ケース（50）の内部には、空調装置（10）の室外熱交換器（13）を構成する伝熱部材（46）が設置される。伝熱部材（46）は、複数本の伝熱管（70）と、第１ヘッダ管（71）と、第２ヘッダ管（72）とを備えている。

各伝熱管（70）は、アルミニウム製の多穴扁平管である（図５を参照）。即ち、伝熱管（70）は、断面が扁平な長円状に形成され、その内部空間が複数の流路に仕切られている。各伝熱管（70）に形成された流路は、冷媒回路（10a）の冷媒が流れる熱媒体通路（43）となっている。伝熱部材（46）において、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。また、各伝熱管（70）は、それぞれの軸方向が上下方向となっている。

第１ヘッダ管（71）及び第２ヘッダ管（72）のそれぞれは、両端が閉塞された円管状に形成されている。第１ヘッダ管（71）は、一列に配置された各伝熱管（70）の上端に接合されている。第２ヘッダ管（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。第１ヘッダ管（71）及び第２ヘッダ管（72）の内部空間は、伝熱管（70）内に形成された流路と連通しており、この伝熱管（70）内の流路と共に熱媒体通路（43）を構成している。

外側ケース（50）内において、二つの伝熱部材（46）は、その一方が第１の側板（53）寄りに配置され、他方が第２の側板（54）寄りに配置されている。また、各伝熱部材（46）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ている。従って、本実施形態の調湿用モジュール（30）では、隣り合う内側部材（60）の間に、一方の伝熱部材（46）の伝熱管（70）と、他方の伝熱部材（46）の伝熱管（70）とが配置されている。上述したように、隣り合う内側部材（60）の間の空間は、吸収剤通路（41）となっている。従って、伝熱部材（46）の伝熱管（70）は、吸収剤通路（41）に配置され、そ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、伝熱部材（46）の伝熱管（70）は、吸収剤通路（41）を流れる液体吸収剤に囲まれている。

−空調システム（S）の運転動作−
実施形態１に係る空調システム（S）は、空調装置（10）で室内を冷房すると同時に、調湿装置（20）で室内を除湿する運転（冷房除湿運転）と、空調装置（10）で室内を暖房すると同時に、調湿装置（20）で室内を加湿する運転（暖房加湿運転）とを選択的に実行する。また、冷房除湿運転や暖房加湿運転中の調湿装置（20）は、室外空気を調湿して室内へ供給すると同時に室内空気を室外へ排出する換気動作を行う。

〈冷房除湿運転〉
図１に示す冷房除湿運転時の空調装置（10）では、四方切換弁（14）が第１状態となり、膨張弁（17）の開度が適宜調整される。圧縮機（12）が運転されると、圧縮機（12）で圧縮された冷媒が、伝熱ユニット（40）の室外熱交換器（13）を流れる。

室外熱交換器（13）を冷媒が流れると、この冷媒は図４に示す伝熱部材（46）の伝熱管（70）、第１ヘッダ管（71）、及び第２ヘッダ管（72）を流れる際に、その周囲の吸収剤通路（41）を流れる液体吸収剤へ放熱する。ここで、伝熱部材（46）は、その全域が液体吸収剤に囲まれている。このため、伝熱部材（46）を流れる冷媒は、実質的に液体吸収剤だけに放熱する。その結果、伝熱ユニット（40）での冷媒の冷却効果が向上する。

伝熱ユニット（40）の室外熱交換器（13）で放熱して凝縮した冷媒は、膨張弁（17）で減圧した後、室内熱交換器（16）で蒸発する。室内熱交換器（16）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。室内熱交換器（16）で蒸発した冷媒は、圧縮機（12）に吸入されて圧縮される。

一方、調湿装置（20）では、循環ポンプ（25）が運転されて液体吸収剤が循環する。循環ポンプ（25）を流出した液体吸収剤は、給気側モジュール（23）の調湿配管（33）を流れる（図３を参照）。給気側モジュール（23）では、室外から吸い込まれて空気通路（34）を流れる空気中の水分が、調湿配管（33）の透湿膜（35）を介して液体吸収剤へ吸収される。液体吸収剤へ水分を付与して除湿された空気は、給気通路（21）を介して室外へ供給される。

給気側モジュール（23）の調湿配管（33）で吸湿して低濃度となった液体吸収剤は、伝熱ユニット（40）の吸収剤通路（41）を流れる。伝熱ユニット（40）では、上述したように、室外熱交換器（13）を流れる冷媒によって液体吸収剤が加熱される。これにより、吸収剤通路（41）内の液体吸収剤の水蒸気分圧が高くなり、液体吸収剤から空気通路（42）へ水分が放出される。伝熱ユニット（40）で加熱され且つ空気中へ水分を放湿した液体吸収剤は、排気側モジュール（24）の調湿配管（33）を流れる。排気側モジュール（24）では、液体吸収剤中の水分が、室内から吸い込まれて空気通路（34）を流れる空気に放出される。以上のようにして高濃度となった液体吸収剤は、循環ポンプ（25）に搬送されて給気側モジュール（23）へ再び供給される。

以上のように、冷房除湿運転中の伝熱ユニット（40）では、空調装置（10）の室外熱交換器（13）の凝縮圧力を低下させることができる。その結果、圧縮機（12）の動力を抑えつつ、空調装置（10）の冷房能力を向上できる。特に、本実施形態では、室外熱交換器（13）の伝熱部材（46）が液体吸収剤に囲まれるため、冷媒の冷却効果、ひいては冷房能力を確実に向上できる。

また、冷房除湿運転中の伝熱ユニット（40）では、吸収剤通路（41）を流れる液体吸収剤が、室外熱交換器（13）を流れる冷媒によって加熱される。これにより、排気側モジュール（24）では、液体吸収剤から空気への水分の放出が促進される。特に、本実施形態では、室外熱交換器（13）の伝熱部材（46）が液体吸収剤に囲まれるため、液体吸収剤の加熱効果、ひいては排気側モジュール（24）の放湿（再生）効率を確実に向上できる。

更に、冷房除湿運転中の伝熱ユニット（40）では、冷媒によって加熱された液体吸収剤中から空気へ水分が放出される。これにより、本実施形態では、伝熱ユニット（40）においても液体吸収剤を再生できる。ここで、伝熱ユニット（40）では、室外熱交換器（13）の伝熱部材（46）が液体吸収剤に囲まれるため、液体吸収剤の放湿（再生）効率を向上できる。

〈暖房加湿動作〉
図２に示す暖房加湿運転時の空調装置（10）では、四方切換弁（14）が第２状態となり、膨張弁（17）の開度が適宜調整される。圧縮機（12）が運転されると、圧縮機（12）で圧縮された冷媒が、室内熱交換器（16）を流れて室内空気へ凝縮する。その結果、室内熱交換器（16）では、冷媒によって室内空気が加熱される。室内熱交換器（16）で放熱して凝縮した冷媒は、膨張弁（17）で減圧した後、室外熱交換器（13）に流れる。室外熱交換器（13）を冷媒が流れると、この冷媒は、図４に示す伝熱部材（46）の伝熱管（70）、第１ヘッダ管（71）、及び第２ヘッダ管（72）を流れる際に、その周囲の吸収剤通路（41）を流れる液体吸収剤から吸熱する。ここで、伝熱部材（46）を流れる冷媒は、実質的に液体吸収剤だけに囲まれている。このため、伝熱部材（46）を流れる冷媒は、実質的に液体吸収剤だけから吸熱する。これにより、伝熱ユニット（40）での冷媒の加熱効果が向上する。伝熱ユニット（40）の室内熱交換器（13）で吸熱して蒸発した冷媒は、圧縮機（12）に吸入されて圧縮される。

一方、調湿装置（20）では、循環ポンプ（25）が運転されて液体吸収剤が循環する。循環ポンプ（25）を流出した液体吸収剤は、給気側モジュール（23）の調湿配管（33）を流れる（図３を参照）。給気側モジュール（23）では、調湿配管（33）を流れる液体吸収剤中の水分が、室外から吸い込まれて空気通路（34）を流れる空気中へ放出される。液体吸収剤から水分が付与されて加湿された空気は、給気通路（21）を介して室内へ供給される。

排気側モジュール（24）の調湿配管（33）で放湿して高濃度となった液体吸収剤は、伝熱ユニット（40）の吸収剤通路（41）を流れる。伝熱ユニット（40）では、上述したように、室外熱交換器（13）を流れる冷媒によって液体吸収剤が冷却される。これにより、吸収剤通路（41）内の水蒸気分圧が低くなり、空気通路（42）を流れる空気中の水分が、液体吸収剤へ吸収される。伝熱ユニット（40）で冷却され且つ空気中から吸湿した液体吸収剤は、排気側モジュール（24）の調湿配管（33）を流れる。排気側モジュール（24）では、室内から吸い込まれて空気通路（34）を流れる空気中の水分が、液体吸収剤に吸収される。以上のようにして低濃度になった液体吸収剤は、循環ポンプ（25）に搬送されて給気側モジュール（23）へ再び供給される。

以上のように、暖房加湿運転中の伝熱ユニット（40）では、空調装置（10）の室外熱交換器（13）を流れる冷媒が、液体吸収剤によって加熱される。これにより、この空調装置（10）の暖房能力を向上できる。また、本実施形態では、伝熱部材（46）の周囲が、比較的凍結温度の低い液体吸収剤に囲まれるため、伝熱部材（46）の表面に着霜が生じることを確実に回避できる。

また、暖房加湿運転中の伝熱ユニット（40）では、吸収剤通路（41）を流れる液体吸収剤が、室外熱交換器（13）を流れる冷媒によって冷却される。これにより、排気側モジュール（24）では、空気中から液体吸収剤への水分の吸収が促進される。特に、本実施形態では、室外熱交換器（13）の伝熱部材（46）が液体吸収剤に囲まれるため、液体吸収剤の冷却効果、ひいては排気側モジュール（24）での水分の吸収効率を確実に向上でき、加湿能力を増大できる。

更に、暖房加湿運転中の伝熱ユニット（40）では、空気中の水分が、冷媒によって冷却された液体吸収剤中へ吸収される。これにより、本実施形態では、伝熱ユニット（40）においても液体吸収剤に水分を付与できる。ここで、伝熱ユニット（40）では、室外熱交換器（13）の伝熱部材（46）が液体吸収剤に囲まれるため、液体吸収剤への水分の吸湿効率を向上できる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２に係る空調システム（S）は、実施形態１と調湿装置（20）の構成が異なっている。実施形態２の調湿装置（20）は、室外に設置される室外調湿ユニット（26a）と室内に設置される室内調湿ユニット（26b）とを有している。室外調湿ユニット（26a）には、室外側モジュール（28）と循環ポンプ（25）が収容され、室内調湿ユニット（26b）には、室内側モジュール（27）が収容される。室内側モジュール（27）と室外側モジュール（28）とは、実施形態１と同様の調湿モジュール（30）で構成される（図３を参照）。即ち、室内側モジュール（27）と室外側モジュール（28）とは、吸湿部又は放湿部として機能する。

室内調湿ユニット（26b）では、室内ファン（図示省略）が運転されることで、室内空気が室内側モジュール（27）を通過して室内へ吹き出される。室外調湿ユニット（26a）では、室外ファン（図示省略）が運転されることで、室外空気が室外側モジュール（28）を通過して室外へ吹き出される。

実施形態２の空調システム（S）においても、冷房除湿運転（図９を参照）と加湿暖房運転（図１０を参照）とが選択的に実行される。また、実施形態２の冷房除湿運転や暖房加湿運転では、実施形態１と異なり、室内の換気はなされず、室内空気が室内で循環させる動作が行われる。両者の運転で得られる作用効果は、実施形態１と同様である。

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３に係る空調システム（S）は、実施形態１及び２と調湿装置（20）の構成が異なっている。実施形態３の調湿装置（20）は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（80）を備えている。冷媒回路（80）には、圧縮機（81）、第１伝熱管（82）、膨張弁（83）、第２伝熱管（84）、及び四方切換弁（85）が接続されている。第１伝熱管（82）は、伝熱ユニット（90）に組み込まれて給気側モジュール（23）と一体に構成される。第２伝熱管（84）は、伝熱ユニット（90）に組み込まれて排気側モジュール（24）と一体に構成される。調湿ユニット（90）は、実施形態１の伝熱ユニット（90）と実質的には同様の構成となっている。つまり、各調湿ユニット（90）では、実施形態１の伝熱部材（46）（例えば図４を参照）が、第１伝熱管（82）又は第２伝熱管（84）に置き換わっている。

実施形態３の空調システム（S）の冷房除湿運転では、調湿装置（20）の冷媒回路（80）の四方切換弁（85）が第１状態（図１１の実線で示す状態）に設定され、圧縮機（81）が運転されて冷凍サイクルが行われる。その結果、冷媒回路（80）では、第１伝熱管（82）が凝縮器となり、第２伝熱管（84）が蒸発器となる。給気側モジュール（23）では、液体吸収剤が第２伝熱管（84）を流れる冷媒によって冷却される。これにより、給気側モジュール（23）では、給気通路（21）を流れる空気から液体吸収剤への吸湿性能が向上するとともに、伝熱ユニット（90）では、液体吸収剤の温度の低下にともなって冷却効果が向上する。排気側モジュール（24）では、液体吸収剤が第１伝熱管（82）を流れる冷媒によって加熱される。これにより、排気側モジュール（24）では、液体吸収剤から排気通路（22）を流れる空気への放湿性能が向上する。冷房除湿運転時におけるそれ以外の動作、及び作用効果は上述した実施形態と同様である。

実施形態３の空調システム（S）の暖房加湿運転では、調湿装置（20）の冷媒回路（80）の四方切換弁（85）が第２状態（図１２の実線で示す状態）に設定され、圧縮機（81）が運転されて冷凍サイクルが行われる。その結果、冷媒回路（80）では、第２伝熱管（84）が凝縮器となり、第１伝熱管（82）が蒸発器となる。給気側モジュール（23）では、液体吸収剤が第２伝熱管（84）を流れる冷媒によって加熱される。これにより、給気側モジュール（23）では、液体吸収剤から給気通路（21）を流れる空気への放湿性能が向上するとともに、伝熱ユニット（90）では、液体吸収剤の温度の上昇にともなって加熱効果が増大する。排気側モジュール（24）では、液体吸収剤が第１伝熱管（82）を流れる冷媒によって冷却される。これにより、排気側モジュール（24）では、排気通路（22）を流れる空気から液体吸収剤への吸湿性能が向上する。暖房加湿運転時におけるそれ以外の動作、及び作用効果は上述した実施形態と同様である。

また、実施形態３の空調システム（S）は、調湿装置（20）に冷媒回路（80）を備えているため、空調装置（10）の停止時においても調湿装置（20）のみで除湿運転または加湿運転を行うことが可能となる。

《発明の実施形態４》
実施形態４の空調システム（S）は、実施形態３と同様、調湿装置（20）に冷媒回路（80）が設けられている。一方、実施形態４では、排気側モジュール（24）と第１伝熱管（82）とが別体となり、且つ給気側モジュール（23）と第２伝熱管（84）とが別体となっている。給気側モジュール（23）と排気側モジュール（24）は、実施形態１の調湿モジュール（30）と同様の構成である。第１伝熱管（82）は、冷媒が流れる冷媒流路（82a）と、液体吸収剤が流れる吸収剤流路（82b）とを有し、冷媒と液体吸収剤とを熱交換させる。第２伝熱管（84）は、冷媒が流れる冷媒流路（84a）と、液体吸収剤が流れる吸収剤流路（84b）とを有し、冷媒と液体吸収剤とを熱交換させる。

実施形態４の空調システム（S）の冷房除湿運転では、調湿装置（20）の冷媒回路（80）の四方切換弁（85）が第１状態（図１３の実線で示す状態）に設定され、圧縮機（81）が運転されて冷凍サイクルが行われる。その結果、冷媒回路（80）では、第１伝熱管（82）が凝縮器となり、第２伝熱管（84）が蒸発器となる。吸収剤回路（20a）では、液体吸収剤が第２伝熱管（84）を流れる冷媒によって冷却された後、給気側モジュール（23）を流れる。その結果、給気側モジュール（23）での空気からの吸湿性能が向上する。また、吸収剤回路（20a）では、液体吸収剤が第１伝熱管（82）を流れる冷媒によって冷却された後、排気側モジュール（24）を流れる。その結果、排気側モジュール（24）での空気への放湿性能が向上する。冷房除湿運転におけるそれ以外の動作、及び作用効果は上述した実施形態と同様である。

実施形態４の空調システム（S）の暖房加湿運転では、調湿装置（20）の冷媒回路（80）の四方切換弁（85）が第２状態（図１４の実線で示す状態）に設定され、圧縮機（81）が運転されて冷凍サイクルが行われる。その結果、冷媒回路（80）では、第２伝熱管（84）が凝縮器となり、第１伝熱管（82）が蒸発器となる。吸収剤回路（20a）では、液体吸収剤が第２伝熱管（84）を流れる冷媒によって加熱された後、給気側モジュール（23）を流れる。その結果、給気側モジュール（23）での空気への放湿性能が向上する。また、吸収剤回路（20a）では、液体吸収剤が第１伝熱管（82）を流れる冷媒によって加熱された後、排気側モジュール（24）を流れる。その結果、排気側モジュール（24）での空気からの吸湿性能が向上する。暖房加湿運転におけるそれ以外の動作、及び作用効果は上述した実施形態と同様である。

《発明の実施形態５》
実施形態５の空調システム（S）は、実施形態１の空調システム（S）の空調装置（10）に補助ファン（91）を付与したものである。補助ファン（91）は、伝熱ユニット（40）の近傍に配置され、室外熱交換器（13）を通過する空気を搬送するように構成される。補助ファン（91）は、例えば冷房除湿運転において、室外熱交換器（13）の放熱量が不足する場合に運転される。これにより、空調装置（10）の冷房時の信頼性を向上できる。また、補助ファン（91）は、例えば暖房加湿運転において、室外熱交換器（13）の吸熱量が不足する場合に運転される。これにより、空調装置（10）の暖房時の信頼性を向上できる。

〈その他の実施形態〉
上記実施形態の空調システム（S）では、伝熱ユニット（40）の仕切部材（45）の内部において、室外熱交換器（13）の冷媒と液体吸収剤とを熱交換させている。しかしながら、室外熱交換器（13）を流れる冷媒と、液体吸収剤とを熱交換させる熱交換部として、他の方式を採用してもよい。具体的には、外側配管の内部に内側配管を挿入した、いわゆる２重管方式の熱交換器や、内側配管の周囲に螺旋状に配管を巻きつけた、いわゆるスパイラル方式の熱交換器を採用してもよい。この場合、内側の流路に冷媒を流し、外側の流路に液体吸収剤を流すようにしてもよいし、内側の流路に液体吸収剤を流し、外側の流路に冷媒を流すようにしてもよい。

また、実施形態３〜５の空調システム（S）の調湿装置（20）を、実施形態２と同様にして、内気循環方式としてもよい。

なお、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、室内を空調する空調装置と室内を調湿する調湿装置とを有する空調システムについて有用である。

S 空調システム
10 空調装置
10a 冷媒回路
12 圧縮機
13 室外熱交換器
16 室内熱交換器
17 膨張弁
20 調湿装置
20a 吸収剤回路
23 給気側モジュール（吸湿部、放湿部）
24 排気側モジュール（放湿部、吸湿部）
27 室内側モジュール（吸湿部、放湿部）
28 室外側モジュール（放湿部、吸湿部）
35 透湿膜
40 熱交換部（伝熱ユニット）
41 吸収剤通路
42 空気通路
45 仕切部材
62 透湿膜
70 伝熱管
91 ファン（補助ファン）

Claims (5)

1. 圧縮機（12）と室内熱交換器（16）と膨張弁（17）と室外熱交換器（13）とが接続されて冷媒の循環方向が可逆に構成された冷媒回路（10a）を有し、上記室内熱交換器（16）で室内の空調を行うヒートポンプ式の空調装置（10）と、
   空気中の水分を液体吸収剤中へ吸収する吸湿部（23,24,27,28）と、液体吸収剤中の水分を空気中へ放出する放湿部（24,23,28,27）と、が接続される吸収剤回路（20a）を有して室内を調湿する調湿装置（20）とを備え、
   前記吸収剤回路（20a）には、前記吸湿部（23,24,27,28）を流出した液体吸収剤と、冷房時に凝縮器となる前記室外熱交換器（13）を流れる冷媒とを熱交換させる熱交換部（40）が接続され、
   前記調湿装置（20）の前記吸湿部（23,24,27,28）で除湿した空気を室内へ供給すると同時に、前記空調装置（10）の前記室内熱交換器（16）で冷却した空気を前記室内へ供給する冷房除湿運転を行うように構成され
   ていることを特徴とする空調システム。
2. 請求項１において、
   前記熱交換部（40）は、前記放湿部（24,23,28,27）を流出した液体吸収剤と、暖房時に蒸発器となる前記室外熱交換器（13）を流れる冷媒とを熱交換させるように構成され、
   前記調湿装置（20）の前記吸湿部（23,24,27,28）で加湿した空気を室内へ供給すると同時に、前記空調装置（10）の前記室内熱交換器（16）で加熱した空気を前記室内へ供給する暖房加湿運転を行うように構成され
   ることを特徴とする空調システム。
3. 請求項１又は２において、
   前記熱交換部（40）は、透湿膜（62）によって一部又は全部が構成され、空気が流れる空気通路（42）と液体吸収剤が流れる吸収剤通路（41）とを仕切る仕切部材（45）を有し、
   前記室外熱交換器（13）の伝熱管（70）が、前記仕切部材（45）内の吸収剤通路（41）に配設されることを特徴とする空調システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   前記調湿装置（20）は、室外空気を前記吸湿部（23,24,27,28）及び前記放湿部（24,23,28,27）の一方に通過させて室内へ供給し、室内空気を前記吸湿部（23,24,27,28）及び前記放湿部（24,23,28,27）の他方に通過させて室外へ排出するように構成されることを特徴とする空調システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
   前記室外熱交換器（13）を通過する空気を搬送するファン（91）を備えていることを特徴とする空調システム。

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