JP6015436B2 - 調湿装置 - Google Patents

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。

吸収剤回路には、吸湿部と放湿部とが接続されている。吸湿部では、室内へ供給される空気が流れる空気通路と液体吸収剤が流れる液体通路とが透湿膜によって仕切られている。一方、放湿部では、室外へ排出される空気が流れる空気通路と液体吸収剤が流れる液体通路とが透湿膜によって仕切られている。また、吸収剤回路には、吸湿部から放湿部へ向かう通路に冷媒回路の凝縮部（放熱部）が接続され、放湿部から吸湿部へ向かう通路に冷媒回路の蒸発部が接続されている。凝縮部は、冷媒から放熱して液体吸収剤を加熱する加熱部を構成し、蒸発部は、冷媒が吸熱して液体吸収剤を冷却する冷却部を構成する。

この調湿装置では、蒸発部で冷却された液体吸収剤が吸湿部へ流入する。吸湿部では、空気の水分が液体吸収剤に吸収され、この空気が除湿される。除湿された空気は、室内へ供給される。吸湿部で水分を吸収した液体吸収剤は、凝縮部で加熱された後に放湿部へ流入する。放湿部では、液体吸収剤の水分が空気へ放出される。水分が放出された空気は、室外へ放出される。放湿部で水分を放出した液体吸収剤は、再び蒸発部で冷却された後に吸湿部へ流入する。このように、吸収剤回路内を液体吸収剤が循環することにより、室内の調湿が連続的に行われる。

特開平０５−１４６６２７号公報

上記の調湿装置において、吸湿部から流出した液体吸収剤と、放湿部から流出した液体吸収剤とを熱交換させるために溶液熱交換器を設けることが行なわれる。また、吸湿及び放湿に伴って液体吸収剤の体積が変化することに対応するために、液体吸収剤を貯めるためのタンクを吸収剤回路に設けることが行なわれる。

しかしながら、このような場合、タンクにおいて熱のロスが生じる。例えば、熱交換器と放湿部の入口側との間にタンクを設けた場合、熱交換器にて加熱された液体吸収剤がタンクに貯められているうちに放熱し、放湿部に流入するまでに温度が下がってしまう。別の例として、吸湿部の出口側と熱交換器との間にタンクを設けた場合、吸湿部から流出した低温の液体吸収剤がタンクに貯められているうちに温められ、熱交換器に流入する前に温度が上がってしまう。

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、タンクにおける熱ロスを抑制し、省エネ性に優れた調湿装置を実現することにある。

第１の発明は、調湿装置を対象とする。この調湿装置は、液体吸収剤が充填され、空気の水分を吸収する吸湿部（40a、40b）及び空気に水分を放出する放湿部（40a、40b）と、上記吸湿部（40a、40b）と上記放湿部（40a、40b）とを繋ぐ第１吸収剤通路（90a、90b）及び第２吸収剤通路（90a、90b）とを有し、上記液体吸収剤が上記吸湿部と上記放湿部との間を循環する吸収剤回路（11）と、上記吸湿部（40a、40b）の液体吸収剤を冷却する冷却部（46a、110a、46b、110b）及び上記放湿部の液体吸収剤を加熱する加熱部（46a、110a、46b、110b）と、上記吸収剤回路（11）の上記第１吸収剤通路（90a、90b）に設けられ、上記液体吸収剤を貯留するタンク（100）と、上記第１吸収剤通路（90a、90b）を流れて上記タンク（100）に流入する上記液体吸収剤と、上記第２吸収剤通路（90a、90b）を流れて上記吸湿部（40a、40b）及び上記放湿部（40a、40b）の一方に流入する上記液体吸収剤とを熱交換させる第１熱交換部（91）、及び、上記第１吸収剤通路（90a、90b）を流れて上記タンク（100）から流出する上記液体吸収剤と、上記第２吸収剤通路（90a、90b）を流れて上記吸湿部（40a、40b）及び放湿部（40a、40b）の他方から流出する上記液体吸収剤とを熱交換させる第２熱交換部（92）とを備えていることを特徴とする。

第１の発明では、第１熱交換部（91）及び第２熱交換部（92）を用い、第１吸収剤通路（90a、90b）に設けられたタンク（100）の前後において、第１吸収剤通路（90a、90b）を流れる液体吸収剤と、第２吸収剤通路（90a、90b）を流れる液体吸収剤とを熱交換させる。このことにより、タンク（100）に貯留されている間に液体吸収剤に関する熱のロスを生じる（液体吸収剤が高温の場合には温度が低下し、低温の場合には温度が上昇する）ことを避け、加熱部（46a、110a、46b、110b）において必要な加熱量又は冷却部（46a、110a、46b、110b）において必要な冷却量を低減できる。従って、調湿装置の省エネ性を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、上記第１熱交換部（91）及び上記第２熱交換部（92）は、一体の熱交換器（90）として形成されていることを特徴とする。

このようにすると、より簡潔な調湿装置が実現する。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記タンク（100）が、断熱容器であることを特徴とする。

このようにすると、タンク（100）における液体吸収剤に対する熱の出入りを抑制できるので、熱のロスを更に抑制することができる。

本発明によれば、第１吸収剤通路に設けられたタンクの前後に第１熱交換器及び第２熱交換器を配置して、吸湿部から流出した液体吸収剤と放湿部から流出した液体吸収剤との熱交換を行なう。これにより、タンクにおける熱のロスを抑制することができ、調湿装置の省エネ性を向上できる。

また、上記第２の発明によれば、より簡潔な調湿装置が実現する。

また、上記第３の発明によれば、熱のロスを更に抑制し、調湿装置の省エネ性を更に向上できる。

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に係る冷媒回路及び吸収剤回路の概略構成図であり、除湿運転における冷媒の流れ、及び吸収剤の流れを示す図である。 図５は、実施形態１に係る冷媒回路及び吸収剤回路の概略構成図であり、加湿運転における冷媒の流れ、及び吸収剤の流れを示す図である。 図６は、実施形態１の変形例１に係る冷媒回路及び吸収剤回路の概略構成図である。 図７は実施形態１の変形例２に係る冷媒回路及び吸収剤回路の概略構成図である。 図８は、その他の実施形態に係る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》
本発明の実施形態１について説明する。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。調湿装置（10）は、除湿運転と加湿運転とを選択的に行う。また、調湿装置（10）は、室外の空気（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、室内の空気（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）、排気ファン（28）、給気側モジュール（40a）、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）と給気側モジュール（40a）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。

−給気側モジュール及び排気側モジュール−
給気側モジュール（40a）及び排気側モジュール（40b）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,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。

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。

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（11）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（11）を流れる液体吸収剤と接触する。

給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）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,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、給気側モジュール（40a）及び排気側モジュール（40b）では、伝熱部材（46a,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）及び吸湿路（41a,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、圧縮機（36）と、四路切換弁（37）と、膨張弁（38）と、給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）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）の吐出側が四路切換弁（37）の第１のポートに、圧縮機（36）の吸入側が四路切換弁（37）の第２のポートに、それぞれ接続される。また、この冷媒回路（35）では、四路切換弁（37）の第３のポートから第４のポートへ向かって順に、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）と、膨張弁（38）と、給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）とが配置されている。冷媒回路（35）は、該冷媒回路（35）に封入された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。そして、冷媒回路（35）は、給気側モジュール（40a）及び排気側モジュール（40b）に対して、冷媒を熱媒体として供給する。

四路切換弁（37）は、第１状態（図４に実線で示す状態）と、第２状態（同図に破線で示す状態）とに切り換わる。第１状態の四路切換弁（37）では、第１のポートが第３のポートに連通し、第２のポートが第４のポートに連通する。一方、第２状態の四路切換弁（37）では、第１のポートが第４のポートに連通し、第２のポートが第３のポートに連通する。

上記四路切換弁（37）が第１状態のとき、上記給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）が蒸発部となり上記排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）が凝縮部（放熱部）となって、冷凍サイクルが行われる。この結果、上記給気側モジュール（40a）内の液体
吸収剤が上記蒸発部で冷却されて該液体吸収剤の水蒸気分圧が減少することにより、上記給気側モジュール（40a）が吸湿部を構成する。一方、上記排気側モジュール（40b）内の液体吸収剤が上記凝縮部（放熱部）で加熱されて該液体吸収剤の水蒸気分圧が増加することにより、上記排気側モジュール（40b）が放湿部を構成する。つまり、四路切換弁（37）が第１状態のときには、給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）が、液体吸収剤を冷却する冷却部を構成し、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）が、液体吸収剤を加熱する加熱部を構成する。

一方、上記四路切換弁（37）が第２状態のとき、上記給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）が凝縮部（放熱部）となり、上記排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）が蒸発部となって冷凍サイクルが行われる。この結果、上記給気側モジュール（40a）が放湿部を構成し、上記排気側モジュール（40b）が吸湿部を構成する。つまり、四路切換弁（37）が第２状態のときには、給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）が、液体吸収剤を加熱する加熱部を構成し、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）が、液体吸収剤を冷却する冷却部を構成する。

−吸収剤回路−
図４に示すように、吸収剤回路（11）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、給気側モジュール（40a）内の吸収剤通路（41）（給気側流路（41a））とが接続される閉回路である。吸収剤回路（11）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（11）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。上述した四路切換弁（37）が第１状態になると、吸湿部側の給気側流路（41a）が吸湿路を構成し、放湿部側の排気側流路（41b）が放湿路を構成する。また、四路切換弁（37）が第２状態になると、吸湿部側の排気側流路（41b）が吸湿路を構成し、放湿部側の給気側流路（41a）が放湿路を構成する。

同図に示すように、吸収剤回路（11）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、第１流路（90a）と第２流路（90b）とを有し、両者の流路（90a,90b）を流れる液体吸収剤を互いに熱交換させる。第１流路（90a）の流入端は、給気側流路（41a）の流出端と繋がり、第１流路（90a）の流出端は、排気側流路（41b）の流入端と
繋がっている。第２流路（90b）の流入端は、排気側流路（41b）の流出端と繋がり、第２流路（90b）の流出端は、給気側流路（41a）の流入端と繋がっている。溶液熱交換器（90）は、放湿路（41b,41a）から吸湿路（41a,41b）へ向かう液体吸収剤と、吸湿路（41a,41b）から放湿路（41b,41a）へ向かう液体吸収剤とを互いに熱交換させる熱交換器を構成している。

更に、第１流路（90a）の途中に液体吸収剤を貯留するタンク（100）が接続されており、第１流路（90a）の流入端から流入した液体吸収剤は、第１流路（90a）の一部を流れた後、タンク（100）を通過し、その後に第１流路（90a）の残りの部分を流れて第１流路（90a）の流出端から流出する。

溶液熱交換器（90）は、第１流路（90a）を流れる液体吸収剤と、第２流路（90b）を流れる液体吸収剤とが、互いに向かい合うように流れる対向流式である。

また、溶液熱交換器（90）は、第１流路（90a）におけるタンク（100）の前後に、第１熱交換部（91）及び第２熱交換部（92）を備えている。つまり、第１熱交換部（91）は、第１流路（90a）における流入端側の部分（タンク（100）よりも流入端に近い部分）の液体吸収剤と、第２流路（90b）における流出端側の部分の液体吸収剤を熱交換させる。また、第２熱交換部（92）は、第１流路（90a）における流出端側の部分（タンク（100）よりも流出端に近い部分）の液体吸収剤と、第２流路（90b）における流入端側の部分における液体吸収剤とを熱交換させる。溶液熱交換器（90）の方式としては、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。

尚、タンク（100）は、液体吸収剤の体積の変化に対応するために設けられている。例えば夏季と冬季との気温の違いにより、液体吸収剤の体積は変化する。密閉された吸収剤回路（11）における液体吸収剤の体積の変化は、液体吸収剤の圧力を変化させる。特に、液体吸収剤が高圧になると、給気側モジュール（40a）及び排気側モジュール（40b）における透湿膜（62）に損傷を与えるおそれがある。そこで、液体吸収剤を貯留することができるタンク（100）を吸収剤回路（11）に設けることにより、液体吸収剤の体積変化に対応している。液体吸収剤の体積が増加した際には、タンク（100）内に貯留される液体吸収剤の量が増加し、吸収剤回路（11）内における圧力の増加は抑えられる。

〈調湿装置の運転動作〉
次に、実施形態１に係る調湿装置（10）の運転動作について説明する。まず、除湿運転について説明した後で加湿運転について説明する。除湿運転は、夏季等において、室外空気の湿度及び温度が高い条件下で運転される。また、加湿運転は、冬季等において、室外空気の湿度及び温度が低い条件下で運転される。

《除湿運転》
図４に示すように、除湿運転では、四路切換弁（37）が第１状態に設定された状態において、圧縮機（36）が運転される。これにより、除湿運転では、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、膨張弁（38）で減圧される。減圧後の冷媒は、給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）で蒸発し、圧縮機（36）に吸入される。つまり、除湿運転では、給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）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。換言すると、吸湿部となる給気側モジュール（40a）の給気側流路（41a）が吸湿路となり、放湿部となる排気側モジュール（40b）の排気側流路（41b）が放湿路となる。

また、除湿運転では、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、給気側モジュール（40a）を通過して除湿された後、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、室外空間へ排出空気（EA）として排出される。

給気側モジュール（40a）には、上述のように室外空気（OA）が通過している。給気側モジュール（40a）では、伝熱部材（蒸発部（46a））によって液体吸収剤が冷却され、この液体吸収剤の水蒸気分圧が低くなっている。このため、給気側モジュール（40a）では、室外空気中の水蒸気が透湿膜（62）を通過して液体吸収剤に吸収されていく。これにより、液体吸収剤の濃度は低下する。この際に生じる吸収熱は、蒸発部（46a）での冷媒の蒸発に利用される。給気側モジュール（40a）で吸湿された空気は、室内空間へ供給される。

排気側モジュール（40b）には、上述のように室内空気（RA）が通過している。排気側モジュール（40b）では、伝熱部材（凝縮部（46b））によって液体吸収剤が加熱され、この液体吸収剤の水蒸気分圧が高くなっている。このため、排気側モジュール（40b）では、液体吸収剤中の水蒸気が透湿膜（62）を通過して空気に放出されていく。これにより、液体吸収剤の濃度は上昇する。排気側モジュール（40b）で放湿された空気は、室外空間へ排出される。

吸収剤回路（11）では、ポンプ（12）によって液体吸収剤が循環されている。給気側流路（41a）を流出した液体吸収剤は、溶液熱交換器（90）の第１流路（90a）を流れ、第１熱交換部（91）、タンク（100）及び第２熱交換部（92）をこの順に通過する。また、排気側流路（41b）を流出した液体吸収剤は、溶液熱交換器（90）の第２流路（90b）を流れ、第２熱交換部（92）及び第１熱交換部（91）をこの順に通過する。溶液熱交換器（90）では、第１流路（90a）を流れる液体吸収剤と、第２流路（90b）を流れる液体吸収剤とが、互いに向かい合うように流れて熱交換する。これにより、第１熱交換部（91）及び第２熱交換部（92）の両方において、第１流路（90a）を流れる液体吸収剤が、第２流路（90b）を流れる液体吸収剤から吸熱する。その結果、溶液熱交換器（90）では、第１流路（90a）を流れる液体吸収剤が所定の温度まで加熱され、第２流路（90b）を流れる液体吸収剤が所定の温度まで冷却される。

第１流路（90a）で加熱された低濃度の液体吸収剤は、排気側モジュール（40b）の排気側流路（41b）へ送られる。第２流路（90b）で冷却された高濃度の液体吸収剤は、給気側モジュール（40a）の給気側流路（41a）へ送られる。

ここで、溶液熱交換器（90）における第１流路（90a）の途中にタンク（100）が設けられていることにより、熱のロスが抑制されている。

つまり、仮に、給気側流路（41a）の流出端と溶液熱交換器（90）の流入端との間にタンク（100）が設けられていたとすると、蒸発部（46a）によって冷却された液体吸収剤は、溶液熱交換器（90）において熱交換に利用される前にタンク（100）に貯留されることになる。この場合、タンク（100）において液体吸収剤は環境からの熱により温められてしまい、温度が上昇する。従って、この後に溶液熱交換器（90）を通過する際に第２流路（90b）の液体吸収剤を冷却する能力が低下する。また、仮に、溶液熱交換器（90）の流出端と排気側流路（41b）の流入端との間にタンク（100）が設けられているとすると、液体吸収剤は、溶液熱交換器（90）において熱交換された（加熱された）後にタンク（100）に貯留される。この場合、タンク（100）において液体吸収剤は放熱してしまい、温度が低下する。従って、排気側流路（41b）に流入する際の温度が低くなり、凝縮部（46b）においてより大きな加熱が必要となる。その他にも、タンク（100）が溶液熱交換器（90）とは別に設けられている場合、同様にタンク（100）における熱のロスが生じる。

以上に対し、本実施形態の場合、上述の通りタンク（100）は溶液熱交換器（90）における第１流路（90a）の途中に接続され、タンク（100）の前後に第１熱交換部（91）及び第２熱交換部（92）が配置されている。従って、給気側流路（41a）から流出した低温の液体吸収剤は、第１流路（90a）を流れ、第１熱交換部（91）において第２流路（90b）の液体吸収剤と熱交換する。つまり、低温の液体吸収剤が環境からの熱によって温められることを抑えて熱交換に利用できる。また、第１熱交換部（91）から流出した液体吸収剤は、タンク（100）に一旦貯留された後、第１流路（90a）を流れ、第２熱交換部（92）において第２流路（90b）の液体吸収剤と熱交換する。これにより加熱された第１流路（90a）の液体吸収剤は、その後、排気側流路（41b）に流入する。つまり、高温の液体吸収剤が排気側流路（41b）に流入する前に放熱して温度を下げることを抑制できる。

尚、タンク（100）が溶液熱交換器（90）とは別に設けられている場合に比べて、本実施形態の場合、タンク（100）における熱のロスが生じる前に液体吸収剤が溶液熱交換器（90）に供給されるので、溶液熱交換器（90）における熱交換量は大きくなる。従って、溶液熱交換器（90）に要求される熱交換の能力（サイズ等）も本実施形態の方が大きくなる。しかしながら、蒸発部（46a）にて要求される冷却量又は凝縮部（46b）にて要求される加熱量は本実施形態の方が小さくなるので、本実施形態の方が蒸発部（46a）又は凝縮部（46b）の能力（サイズ等）を小さくすることができる。ここで、蒸発部（46a）及び凝縮部（46b）の動作にはエネルギーを必要とするが、溶液熱交換器（90）の動作にはエネルギーを必要としない。従って、本実施形態の方が省エネ性に優れる調湿装置となっている。

《加湿運転》
図５に示すように、加湿運転では、四路切換弁（37）が第２状態に設定された状態において、圧縮機（36）が運転される。これにより、加湿運転では、圧縮機（36）で圧縮された冷媒が、給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）で放熱し、膨張弁（38）で減圧される。減圧後の冷媒は、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）で蒸発し、圧縮機（36）に吸入される。つまり、加湿運転では、給気側モジュール（40a）の伝熱部材（46a）が凝縮部となり、排気側モジュール（40b）の伝熱部材（46b）が蒸発部となる。換言すると、吸湿部となる排気側モジュール（40b）の排気側流路（41b）が吸湿路となり、放湿部となる給気側モジュール（40a）の給気側流路（41a）が放湿路となる。

また、加湿運転では、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、給気側モジュール（40a）を通過して加湿された後、
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）を通過して吸湿された後、室外空間へ排出空気（EA）として排出される。

給気側モジュール（40a）には、上述のように室外空気（OA）が通過している。給気側モジュール（40a）では、伝熱部材（凝縮部（46a））によって液体吸収剤が加熱され、この液体吸収剤の水蒸気分圧が高くなっている。このため、給気側モジュール（40a）では、液体吸収剤中の水蒸気が透湿膜（62）を通過して室外空気へ放出される。これにより、液体吸収剤の濃度は上昇する。給気側モジュール（40a）で加湿された空気は、室内空間へ供給される。

排気側モジュール（40b）には、上述のように室内空気（RA）が通過している。排気側モジュール（40b）では、伝熱部材（蒸発部（46b））によって液体吸収剤が冷却され、この液体吸収剤の水蒸気分圧が低くなっている。このため、排気側モジュール（40b）では、室内空気中の水蒸気が透湿膜（62）を通過して液体吸収剤に吸収される。これにより、液体吸収剤の濃度は低下する。排気側モジュール（40b）で吸湿された空気は、室外空間へ排出される。

吸収剤回路（11）では、ポンプ（12）によって液体吸収剤が循環されている。給気側流路（41a）を流出した液体吸収剤は、溶液熱交換器（90）の第１流路（90a）を流れ、第１熱交換部（91）、タンク（100）及び第２熱交換部（92）をこの順に通過する。また、排気側流路（41b）を流出した液体吸収剤は、溶液熱交換器（90）の第２流路（90b）を流れ、第２熱交換部（92）及び第１熱交換部（91）をこの順に通過する。溶液熱交換器（90）では、第１流路（90a）を流れる液体吸収剤と、第２流路（90b）を流れる液体吸収剤とが、互いに向かい合うように流れて熱交換する。これにより、第１熱交換部（91）及び第２熱交換部（92）の両方において、第２流路（90b）を流れる液体吸収剤が、第１流路（90a）を流れる液体吸収剤から吸熱する。その結果、溶液熱交換器（90）では、第２流路（90b）を流れる液体吸収剤が所定の温度まで加熱され、第１流路（90a）を流れる液体吸収剤が所定の温度まで冷却される。

第２流路（90b）で加熱された低濃度の液体吸収剤は、給気側モジュール（40a）の給気側流路（41a）へ送られる。第１流路（90a）で冷却された高濃度の液体吸収剤は、排気側モジュール（40b）の排気側流路（41b）へ送られる。

この場合にも、溶液熱交換器（90）における第１流路（90a）の途中にタンク（100）が設けられていることにより、熱のロスが抑制されている。

つまり、仮に、給気側流路（41a）の流出端と溶液熱交換器（90）の流入端との間にタンク（100）が設けられていたとすると、伝熱部材（凝縮部（46a））によって加熱された液体吸収剤は、溶液熱交換器（90）において熱交換に利用される前にタンク（100）に貯留されることになる。この場合、タンク（100）において液体吸収剤は放熱してしまい、温度が低下する。従って、この後に溶液熱交換器（90）を通過する際に第２流路（90b）の液体吸収剤を加熱する能力が低下する。また、仮に、溶液熱交換器（90）の流出端と排気側流路（41b）の流入端との間にタンク（100）が設けられているとすると、液体吸収剤は、溶液熱交換器（90）において熱交換された（冷却された）後にタンク（100）に貯留される。この場合、タンク（100）において環境からの熱によって液体吸収剤は温められてしまい、温度が上昇する。従って、排気側流路（41b）に流入する際の温度が高くなり、凝縮部（46b）においてより大きな冷却が必要となる。その他にも、タンク（100）が溶液熱交換器（90）とは別に設けられている場合、同様にタンク（100）における熱のロスが生じる。

以上に対し、本実施形態の場合、上述の通りタンク（100）は溶液熱交換器（90）における第１流路（90a）の途中に接続され、タンク（100）の前後に第１熱交換部（91）及び第２熱交換部（92）が配置されている。従って、給気側流路（41a）から流出した高温の液体吸収剤は、第１流路（90a）を流れ、第１熱交換部（91）において第２流路（90b）の液体吸収剤と熱交換する。つまり、高温の液体吸収剤が放熱して温度を下げることを抑えて熱交換に利用できる。また、第１熱交換部（91）から流出した液体吸収剤は、タンク（100）に一旦貯留された後、第１流路（90a）を流れ、第２熱交換部（92）において第２流路（90b）の液体吸収剤と熱交換する。これにより冷却された第１流路（90a）の液体吸収剤は、その後、排気側流路（41b）に流入する。つまり、低温の液体吸収剤が排気側流路（41b）に流入する前に吸熱して温度を上げることを抑制できる。

−実施形態１の効果−
上述した実施形態１によると、溶液熱交換器（90）の第１流路（90a）の途中にタンク（100）が設けられている。これにより、タンク（100）における熱のロスを抑制でき、省エネ性に優れた調湿装置を実現することができる。

−実施形態の変形例１−
次に、実施形態の変形例１を説明する。図６は、変形例１の調湿装置（10）の回路図である。

図６の回路は、溶液熱交換器（90）におけるタンク（100）の接続の仕方の他は、図４に示す回路と同じである（図２及び図４において、同じ構成要素については同じ符号を用いている）。

図４の場合、タンク（100）は、溶液熱交換器（90）における第１流路（90a）の途中に設けられている。これに対し、変形例１の回路である図６の場合、タンク（100）は、溶液熱交換器（90）における第２流路（90b）の途中に設けられている。従って、排気側流路（41b）から流出し、溶液熱交換器（90）の第２流路（90b）に流入端から流入した液体吸収剤は、第２流路（90b）の一部を流れた後、タンク（100）を通過し、その後に第２流路（90b）の残りの部分を流れて第２流路（90b）の流出端から流出する。

また、溶液熱交換器（90）は、第２流路（90b）におけるタンク（100）の前後に、第１熱交換部（91）及び第２熱交換部（92）を備えている。つまり、第１熱交換部（91）は、第１流路（90a）における流入端側の部分の液体吸収剤と、第２流路（90b）における流出端側の部分（タンク（100）よりも流出端に近い部分）の液体吸収剤を熱交換させる。また、第２熱交換部（92）は、第１流路（90a）における流出端側の部分の液体吸収剤と、第２流路（90b）における流入端側の部分（タンク（100）よりも流入端に近い部分）の液体吸収剤とを熱交換させる。

実施形態１では溶液熱交換器（90）の第１流路（90a）を通過する途中に液体吸収剤がタンク（100）を通過するのに代えて、変形例１では、第２流路（90b）を通過する途中に液体吸収剤がタンク（100）を通過する。これ以外の点では、変形例１の調湿装置は、除湿運転及び加湿運転のいずれについても、実施形態１と同様に運転される。

この場合にも、タンク（100）における熱のロスを抑制することができ、省エネ性に優れた調湿装置を実現できる。例えば、除湿運転の場合、凝縮部（46b）によって加熱された液体吸収剤が、溶液熱交換器（90）の第２熱交換部（92）において熱交換に使用された後に、タンク（100）に貯留される。その後、タンク（100）から流出した液体吸収剤は、第１熱交換部（91）において冷却され、給気側流路（41a）に流入する。従って、タンク（100）における熱のロスは抑制されている。

−実施形態１の変形例２−
次に、実施形態の変形例２を説明する。図７は、変形例２の調湿装置（10）の回路図である。

図４の装置では、伝熱部材（46a、46b）の伝熱管（70）が吸収剤通路（41）内に配置された構造の調湿用モジュール（40a、40b）を用いている。

しかしながら、このことは必須ではない。つまり、図７に示すように、透湿膜（62）を有する給気側モジュール（40a）及び排気側モジュール（40b）のそれぞれにおいて伝熱部材（46a、46b）が省略され、その代りに、給気側熱交換器（110a）及び排気側熱交換器（110b）が追加されている回路構成でも良い。

給気側熱交換器（110a）は、液体吸収剤と冷媒を熱交換させる熱交換器である。具体的に、給気側熱交換器（110a）は、液体吸収剤の流路が吸収剤回路（11）に接続され、冷媒の流路が冷媒回路（35）に接続されている。吸収剤回路（11）において、給気側熱交換器（110a）は、排気側モジュール（40b）の液出口と給気側モジュール（40a）の液入口との間に配置されている。冷媒回路（35）において、給気側熱交換器（110a）は、四路切換弁（37）の第４のポートと膨張弁との間に配置されている。

排気側熱交換器（110b）は、液体吸収剤と冷媒を熱交換させる熱交換器である。具体的に、排気側熱交換器（110b）は、液体吸収剤の流路が吸収剤回路（11）に接続され、冷媒の流路が冷媒回路（35）に接続されている。吸収剤回路（11）において、排気側熱交換器（110b）は、排気側モジュール（40b）の液出口と給気側モジュール（40a）の液入口との間に配置されている。冷媒回路（35）において、排気側熱交換器（110b）は、四路切換弁（37）の第３のポートと膨張弁との間に配置されている。

−運転動作−
調湿装置（10）の除湿運転中において、冷媒回路（35）では、四路切換弁（37）が第１状態となり、排気側熱交換器（110b）が凝縮器として機能し、給気側熱交換器（110a）が蒸発器として機能する冷凍サイクルが行われる。吸収剤回路（11）を循環する液体吸収剤は、給気側熱交換器（110a）で冷媒によって冷却され、その後に給気側モジュール（40a）の給気側流路（41a）へ流入し、室外空気から吸湿する。その後、給気側モジュール（40a）から出た液体吸収剤は、排気側熱交換器（110b）で冷媒によって加熱され、その後に排気側モジュール（40b）の排気側流路（41b）へ流入し、室内空気へ放湿する。

調湿装置（10）の加湿運転中において、冷媒回路（35）では、四路切換弁（37）が第２状態となり、給気側熱交換器（110a）が凝縮器として機能し、排気側熱交換器（110b）が蒸発器として機能する冷凍サイクルが行われる。吸収剤回路（11）を循環する液体吸収剤は、給気側熱交換器（110a）で冷媒によって加熱された後に給気側モジュール（40a）の給気側流路（41a）へ流入し、室外空気へ放湿する。その後、給気側モジュール（40a）から出た液体吸収剤は、排気側熱交換器（110b）で冷媒によって冷却された後に排気側モジュール（40b）の排気側流路（41b）へ流入し、室内空気から吸湿する。

尚、溶液熱交換器（90）に接続されたタンク（100）については、実施形態１の場合と同様である。また、変形例２において、変形例１と同様に第２流路（90b）にタンク（100）を接続することも可能である。この場合も、運転動作は変形例２において説明したのと同様であり、タンク（100）に関しては変形例１において説明したのと同様である。

《その他の実施形態》
以上に説明した実施形態１と、その変形例１及び２では、第１熱交換部（91）及び第２熱交換部（92）を有する１つの溶液熱交換器（90）を用いるものとして説明した。しかしながら、２つの溶液熱交換器を用いても良い。つまり、図８に示すように、第１流路（90a）及び第２流路（90b）において熱交換を行なう第１の溶液熱交換器（93）及び第２の溶液熱交換器（94）を用い、これらの間において第１流路（90a）にタンク（100）が接続されていても良い。また、図示は省略するが、図６の場合と同様に、第２流路（90b）にタンク（100）が接続されている構成とすることもできる。

このような場合についても、１つの溶液熱交換器（90）を用いる場合と同様に動作し、且つ、同様の効果を有する。

また、以上において、タンク（100）を断熱容器としても良い。このようにすると、タンク（100）において液体吸収剤に対する熱の出入りを抑制し、液体吸収剤の温度の変化を抑制することができる。従って、熱のロスを低減し、調湿装置の省エネ性を向上することができる。

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、液体吸収剤を用いて空気を調湿する調湿装置について有用である。

10 調湿装置
11 吸収剤回路
40a 給気側モジュール（吸湿部、放湿部）
40b 排気側モジュール（放湿部、吸湿部）
46a 伝熱部材（冷却部（蒸発部）、加熱部（放熱部））
46b 伝熱部材（加熱部（放熱部）、冷却部（蒸発部））
90 溶液熱交換器（熱交換器）
90a 第１流路（第１吸収剤通路）
90b 第２流路（第２吸収剤通路）
91 第１熱交換部
92 第２熱交換部
93 第１の溶液熱交換器
94 第２の溶液熱交換器
100 タンク
110a 給気側熱交換器
110b 排気側熱交換器

Claims (3)

1. 液体吸収剤が充填され、空気の水分を吸収する吸湿部（40a、40b）及び空気に水分を放出する放湿部（40a、40b）と、上記吸湿部（40a、40b）と上記放湿部（40a、40b）とを繋ぐ第１吸収剤通路（90a、90b）及び第２吸収剤通路（90a、90b）とを有し、上記液体吸収剤が上記吸湿部（40a、40b）と上記放湿部（40a、40b）との間を循環する吸収剤回路（11）と、
   上記吸湿部（40a、40b）の液体吸収剤を冷却する冷却部（46a、110a、46b、110b）及び上記放湿部（40a、40b）の液体吸収剤を加熱する加熱部（46a、110a、46b、110b）と、
   上記吸収剤回路（11）の上記第１吸収剤通路（90a、90b）に設けられ、上記液体吸収剤を貯留するタンク（100）と、
   上記第１吸収剤通路（90a、90b）を流れて上記タンク（100）に流入する上記液体吸収剤と、上記第２吸収剤通路（90a、90b）を流れて上記吸湿部（40a、40b）及び上記放湿部（40a、40b）の一方に流入する上記液体吸収剤とを熱交換させる第１熱交換部（91）、及び、上記第１吸収剤通路（90a、90b）を流れて上記タンク（100）から流出する上記液体吸収剤と、上記第２吸収剤通路（90a、90b）を流れて上記吸湿部（40a、40b）及び放湿部（40a、40b）の他方から流出する上記液体吸収剤とを熱交換させる第２熱交換部（92）とを備えていることを特徴とする調湿装置。
2. 請求項１において、
   上記第１熱交換部（91）及び上記第２熱交換部（92）は、一体の熱交換器（90）として形成されていることを特徴とする調湿装置。
3. 請求項１又は２において、
   上記タンク（100）は、断熱容器であることを特徴とする調湿装置。

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