WO2022014651A1

WO2022014651A1 - 調湿エレメント、調湿モジュール及び調湿システム

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Publication number: WO2022014651A1
Application number: PCT/JP2021/026522
Authority: WO
Inventors: 雄太竹ノ内; 暁恵池永; イチクンシャ
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: TW202208792A

Abstract

調湿エレメントは、第一風路と、第二風路と、前記第一風路と前記第二風路とを区画し、前記第一風路の空気と前記第二風路の空気との間で水蒸気を透過させる透湿膜と、を備える。前記透湿膜は、平面形状を有し、一面に前記第一風路が設けられ、他面に前記第二風路が設けられる。前記平面形状を直線で二分割した、一方の領域の前記一面側に、前記第一風路の入口及び出口が配置され、他方の領域の前記他面側に、前記第二風路の入口及び出口が配置される。

Description

調湿エレメント、調湿モジュール及び調湿システム

　本発明は、調湿エレメント、調湿モジュール及び調湿システムに関する。

　植物工場では、完全に閉鎖された、又は、半閉鎖された施設（建物）内において、光、温度、湿度及び二酸化炭素（ＣＯ_２）濃度といった内部環境を制御して、野菜等の植物が生産される。植物工場は、太陽光を使わずＬＥＤ等の人工光を利用する完全人工光型（閉鎖型）と、太陽光を利用する太陽光型（半閉鎖型）とに大別される。閉鎖型工場は、半閉鎖型工場よりも断熱性が高いが、いずれの場合も、温度、湿度などの室内環境を一定に保つ必要があるため、エアコンや除湿機を利用して環境制御が行われる。このような空調技術として、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１～２参照。）。

日本国特開２０１６－９７３６８号公報日本国特開２０１８－１９８５３７号公報

　植物工場においては、顕熱と潜熱の負荷を分散させて環境を制御している。例えば、明期（照明点灯中）における工場内の温度が高い場合、エアコンの冷房運転により温度の制御（顕熱の除去）をする。植物工場内は、植物の蒸散により高湿度となるが、エアコンにより顕熱と同時に潜熱が除去（除湿）される。一方、暗期（照明消灯中）における工場内の温度が高くない場合、エアコンの冷房負荷が小さくなり、エアコンの冷房運転による除湿が行われない。
　そこで、エアコンの冷房運転による除湿が十分に行われない場合には、エアコンに除湿運転させたり、除湿機を稼働させたりして、除湿の負荷を分担させている。

　しかしながら、エアコンの除湿運転や除湿機の併用により湿度を制御するには、エネルギーコストがかかる。

　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、湿度調整にかかるエネルギーコストを削減可能な調湿エレメント、調湿モジュール及び調湿システムを提供することを目的とする。

　本発明の調湿エレメントは、第一風路と、第二風路と、前記第一風路と前記第二風路とを区画し、前記第一風路の空気と前記第二風路の空気との間で水蒸気を透過させる透湿膜と、を備え、前記透湿膜は、平面形状を有し、一面に前記第一風路が設けられ、他面に前記第二風路が設けられ、前記平面形状を直線で二分割した、一方の領域の前記一面側に、前記第一風路の入口及び出口が配置され、他方の領域の前記他面側に、前記第二風路の入口及び出口が配置される。

　本発明の調湿エレメントは、例えば、前記透湿膜が、前記第一風路を形成する複数の第一リブが表面に立設された、複数の第一透湿膜と、前記第二風路を形成する複数の第二リブが表面に立設された、複数の第二透湿膜と、を含み、前記第一透湿膜と前記第二透湿膜とが交互に積層される。

　本発明の調湿エレメントは、例えば、前記第一リブ及び前記第二リブが、互いに平行に配置された平行部を有する。

　本発明の調湿モジュールは、本発明の調湿エレメントと、前記調湿エレメントよりも潜熱交換効率が低い熱交換エレメントとを備えた調湿モジュールであって、前記熱交換エレメントが、前記調湿エレメントに隣接して設けられ、前記第二風路に供給される空気が通過する第三風路と、前記第二風路から供給される空気が通過する第四風路と、前記第三風路と前記第四風路とを区画し、前記第三風路を通過する前記空気と前記第四風路を通過する前記空気との間で、熱交換を行う透湿膜と、を備える。

　本発明の調湿モジュールは、施設に設置される調湿モジュールであって、前記施設内の空気である内部空気を通過させる第一風路と、前記施設外の空気である外部空気を通過させる第二風路と、前記第一風路と前記第二風路とを区画し、前記内部空気と前記外部空気との間で水蒸気を透過させる透湿膜と、を有する調湿エレメントを備え、前記第一風路の入口及び出口は前記施設内に通じ、前記第二風路の入口及び出口は前記施設外に通じる。

　本発明の調湿モジュールは、例えば、前記第一風路への前記内部空気の供給又は排出を促進するファン及び前記第二風路への前記外部空気の供給又は排出を促進するファンの少なくともいずれか一方をさらに備える。

　本発明の調湿モジュールは、例えば、前記調湿エレメントに隣接して設けられ、前記施設外から供給され、前記第二風路に供給される前記外部空気が通過する第三風路と、前記第二風路を通過し、前記施設外に排出される前記外部空気が通過する第四風路と、前記第三風路と前記第四風路とを区画し、前記第三風路を通過する前記外部空気と前記第四風路を通過する前記外部空気との間で、熱交換を行う透湿膜と、を有し、前記調湿エレメントよりも潜熱交換効率が低い熱交換エレメントを備える。

　本発明の調湿モジュールは、例えば、前記調湿エレメントを収容するケースと、前記ケースの外部に設けられた第一及び第二ダクトと、をさらに備え、前記内部空気が、前記ケース内に供給され、前記第一風路及び前記第二ダクトを通過して、前記施設内に排出され、前記外部空気が、前記ケース内に供給され、前記第三風路、前記第二風路、前記第一ダクト、及び前記第四風路を通過して、前記施設外に排出される。

　本発明の調湿モジュールは、例えば、前記調湿エレメントが、前記透湿膜の法線方向から視て矩形状を有し、前記第一風路の入口及び出口が、前記調湿エレメントの互いに対向する二辺にそれぞれ設けられ、前記第二風路の入口及び出口が、前記調湿エレメントの、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる。

　本発明の調湿モジュールは、例えば、前記熱交換エレメントが、前記透湿膜の法線方向から視て矩形状を有し、前記第三風路の入口及び出口が、前記熱交換エレメントの互いに対向する二辺にそれぞれ設けられ、前記第四風路の入口及び出口が、前記熱交換エレメントの、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる。

　本発明の調湿モジュールは、例えば、前記調湿エレメントを収容するケースと、前記ケースの外部に設けられた第三及び第四ダクトと、をさらに備え、前記内部空気が、前記ケース内に供給され、前記第一風路及び前記第三ダクトを通過して、前記施設内に排出され、前記外部空気が、前記ケース内に供給され、前記第二風路及び前記第四ダクトを通過して、前記施設外に排出される。

　本発明の調湿システムは、本発明の調湿モジュールと、前記施設内における前記内部空気の温度を所定範囲内に調整する空調装置と、を備える。

　本発明の調湿システムは、たとえば、前記内部空気の湿度を監視する湿度監視部と、前記空調装置の稼働率が規定値未満の場合に前記調湿モジュールを動作させる制御装置と、をさらに備える。

　本発明によれば、湿度調整にかかるエネルギーコストを削減できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る調湿エレメントを示す図、（ａ）調湿エレメントの概略斜視図、（ｂ）透湿膜の概略図。図２は、風路ユニットの概略斜視図。図３は、透湿膜の動作原理を示す図。図４は、第１実施形態の変形例に係る調湿エレメントを示す概略斜視図。図５は、本発明の第２実施形態に係る調湿モジュールの概要を示す模式図。図６は、第２実施形態の調湿モジュールの概略図。図７は、図６に示される熱交換エレメントを示す図、（ａ）概略斜視図、（ｂ）風路ユニットの概略斜視図。図８は、本発明の第３実施形態に係る調湿モジュールの概略図。図９は、図８に示される調湿エレメントを示す図、（ａ）概略斜視図、（ｂ）風路ユニットの概略斜視図。図１０は、第３実施形態の変形例に係る調湿エレメントを示す概略斜視図。図１１は、本発明の第４実施形態に係る調湿モジュールの概略図。図１２は、本発明の第４実施形態の変形例に係る調湿モジュールの斜視図。図１３は、本発明の第５実施形態に係る調湿モジュールの概略図。図１４は、本発明の第６実施形態に係る調湿モジュールの概略図。図１５は、本発明の第７実施形態に係る調湿システムの動作例を示すフローチャート。図１６は、本発明の第８実施形態に係る調湿システムの概略図。図１７は、図１６に示される調湿システムの動作例を示すフローチャート。図１８は、図１６に示される調湿システムの動作例を示すフローチャート。図１９は、変形例に係る調湿エレメントを示す概略図。図２０は、図１９に示される調湿エレメントを備えた調湿モジュールの概略図。

　以下、本発明に係る調湿エレメント、調湿モジュール及び調湿システムの好適な実施形態を、図面に基づいて詳述する。以下、調湿エレメント、調湿モジュール及び調湿システムを植物工場内の湿度調整に適用した例を示す。

　植物工場内部は、植物の育成に適した一定の環境を維持するよう制御される。植物工場内部は、一例として、葉菜類の場合、気温25℃±1℃、相対湿度70±10%、CO₂濃度1000ppm、光強度はPPF（Photosynthetic Photon Flux：光合成光量子束）の単位で200μmol・m^-2・s^-1が好適環境条件とされており（出典：「施設園芸・植物工場ハンドブック」日本施設園芸協会、P333）、これらの範囲に保つ必要がある。

　しかし、植物工場内部は、湿度を制御しなければ、植物の蒸散作用により湿度が１００％ＲＨになる。そこで、植物工場内の空気（屋内空気、内部空気）を除湿する必要がある。本開示では、植物工場内の湿度調整を透湿膜を用いて行う例を示す。

（第１実施形態：調湿エレメント１０、調湿エレメント１０Ｂ）
　図１は、本発明の第１実施形態に係る調湿エレメント１０を示す図であり、図１（ａ）は調湿エレメント１０の概略斜視図、図１（ｂ）は透湿膜１００の概略図を示す。図２は、風路ユニット１１、１２の概略斜視図であり、図３は、透湿膜１００の動作原理を示す図である。これらの図に示すように、調湿エレメント１０は、風路ユニット１１、１２が交互に積層されたものであり、第一風路Ｐ１と、第二風路Ｐ２と、透湿膜１００と、を備える。第一風路Ｐ１は、植物工場（建物）内の空気である屋内空気を通過させる。第二風路Ｐ２は、植物工場外の空気である屋外空気（外部空気）を通過させる。

　透湿膜１００は、少なくとも、透湿性、ガスバリア性及び熱伝導性を有すればよく、その材質や構成は特に限定されない。透湿膜１００としては、例えば、セルロース繊維を主体とする多孔質の原紙（和紙、クラフト紙等）に塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）などの吸湿材を分散させた（練り込んだ）ものや、セロファンの他、キチンやフィブロインなどの非水溶性繊維を含む繊維層中に、凝集したポリエチレングリコールやポリビニルアルコール等の親水化材料を分散させたもの、等を用いることができる。

　透湿膜１００の好適な一例を、図１（ｂ）を参照して説明する。透湿膜１００は、支持体１２０および複合材１１０を含む。支持体１２０は、ポリマーや中空繊維等の多孔質材料を含む。複合材１１０は、支持体１２０の上に塗布され得る。複合材１１０は、酸化グラフェン化合物およびポリビニルアルコールを含む。酸化グラフェン化合物及びポリビニルアルコールは架橋していてもよい。酸化グラフェン化合物が、ポリビニルアルコールの重量と比較して約０．１重量％～約１０重量％で存在してもよい。酸化グラフェン化合物が、酸化グラフェン、還元された酸化グラフェン、官能化された酸化グラフェン、または官能化及び還元された酸化グラフェンであってもよい。

　図２に示すように、風路ユニット１１は、平面視六角形状の透湿膜１００と、透湿膜１００の表面に立設されたリブ１１ａ１～１１ａ５とを有する。リブ１１ａ１は六角形状の一辺に沿う直線形状を有する。リブ１１ａ２～リブ１１ａ５は、それぞれ、リブ１１ａ１と同形状の直線部と、直線部の両端からそれぞれ延びる延在部とを有する。リブ１１ａ５は透湿膜１００の縁部に沿って設けられ、リブ１１ａ４～１１ａ１は、各直線部が互いに平行となるよう、等間隔に配置される。

　風路ユニット１２は、平面視六角形状の透湿膜１００と、透湿膜１００の表面に立設されたリブ１２ａ１～１２ａ５とを有する。リブ１２ａ１は六角形状の一辺に沿う直線形状を有する。リブ１２ａ２～リブ１２ａ５は、それぞれ、リブ１２ａ１と同形状の直線部と、直線部の両端からそれぞれ延びる延在部とを有する。リブ１２ａ５は透湿膜１００の縁部に沿って設けられ、リブ１２ａ１～１２ａ４は、各直線部が互いに平行となるよう、等間隔に配置される。

　リブ１１ａ１～１１ａ５及びリブ１２ａ１～１２ａ５は、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂、アルミニウム等の金属、ガラス、セラミックス、ファイバー材料、木材、紙材等を用いることができる。特に吸湿性の良い素材を用いると調湿素子の透湿性能（潜熱交換効率）が向上する。

　風路ユニット１１、１２は、リブ１１ａ１～１１ａ５及びリブ１２ａ１～１２ａ５の各直線部が互いに平行となるように積層される。交互に積層された風路ユニット１１、１２において、リブ１１ａ１～１１ａ５と、リブ１１ａ１～１１ａ５の上下に配置された透湿膜１００とが、第一風路Ｐ１を構成し、リブ１２ａ１～１２ａ５と、リブ１２ａ１～１２ａ５の上下に配置された透湿膜１００とが、第二風路Ｐ２を構成する。最上層の風路ユニット１２の上方には、透湿膜１００が固定される。第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏは植物工場内に通じ、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏは植物工場外に通じる（図４参照）。第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏは、透湿膜１００を、透湿膜１００の六角形の外心を挟んで対向する二頂点を接続する直線（図１（ｂ）において左右方向に延びる直線Ｌ）で二分割した、一方の領域の一面側に配置される。また、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏは、他方の領域の他面側に配置される。このように、直線Ｌを挟んで、第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏが一方の領域に、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏが他方の領域に配置されることにより、植物工場の内部及び外部のそれぞれへの通風路（配管）構成を簡略化できる。尚、調湿エレメント１０における風路ユニット１１、１２の積層数、並びに、リブ１１ａ１～１１ａ５及びリブ１２ａ１～１２ａ５の高さ、幅（隣接するリブ間の間隔）及び数は、仕様に応じて適宜設定されるものであり、図１（ａ）、図２に示すものに限定されない。

　図３に示すように、透湿膜１００は、ガスバリア性を有し、第一風路Ｐ１と第二風路Ｐ２とを区画する。透湿膜１００は、透湿性を有し、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気（第一風路の空気）と第二風路Ｐ２を通過する屋外空気（第二風路の空気）との間で、水蒸気濃度勾配を利用して水蒸気を透過させる。第一風路Ｐ１に流入した屋内空気Ａ１１は、第二風路Ｐ２に流入した屋外空気Ａ２１よりも水蒸気濃度が高い場合、屋内空気Ａ１１に含まれる水蒸気（湿気）が透湿膜１００を透過して屋外空気Ａ２１に移動する。第二風路Ｐ２を通過するにつれて、含有する水蒸気量が増加した屋外空気Ａ２２は、第二風路Ｐ２から屋外へ排出される。一方、第一風路Ｐ１を通過するにつれて、含有する水蒸気量が減少した屋内空気Ａ１２は、第一風路Ｐ１から植物工場内に供給される。また、透湿膜１００は、熱伝導性を有し、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気の熱が、第二風路Ｐ２を通過する屋外空気に移動する。このように、透湿膜１００は、屋内空気と屋外空気との間で顕熱交換及び潜熱交換を行う。透湿膜１００の顕熱交換効率及び潜熱交換効率は、厚み（薄いほうが効率が良い）、膜を介した温度差と湿度差（差が大きいほど効率が高くなる）に影響を受ける。また、透湿膜１００の顕熱交換効率は、素材の熱伝導率によって、透湿膜１００の潜熱交換効率は素材の透湿度（水蒸気透過度）、吸水性によっても、影響を受ける。これらの影響を考慮して、透湿膜１００の材質、厚みが決定される。

　以上説明した調湿エレメント１０によれば、屋内空気Ａ１１が第一風路Ｐ１を通り屋内空気Ａ１２として植物工場内に戻り、屋外空気Ａ２１が第二風路Ｐ２を通り屋外空気Ａ２２として建物外に排出される。このとき、屋内空気Ａ１１と屋外空気Ａ２１とが透湿膜１００を介して接触すると、水蒸気濃度及び温度の高い屋内空気Ａ１１から水蒸気濃度及び温度の低い屋外空気Ａ２１へと、水蒸気（湿気）及び熱が移動する。すなわち、屋内空気Ａ１１と屋外空気Ａ２１とを透湿膜１００に接触させることで、屋内空気Ａ１１に含まれる湿気を植物工場外へ放出できる。このように、調湿エレメント１０によれば、除湿機を用いることなく除湿できるため、湿度調整にかかるエネルギーコストを削減できる。また、調湿エレメント１０によれば、換気することなく湿度調整できるため、調整された内部環境を維持できる。したがって、高湿度、高ＣＯ_２濃度を維持する必要がある植物工場内の湿度制御に好適である。

　風路ユニット１１、１２の積層数は、例えば２００段等、調湿エレメント１０の仕様に応じて適宜設定されるが、積層数を増やすことで、透湿膜１００と屋内空気及び屋外空気との接触面積を増加させて、除湿量を向上できる。また、第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏが一方の領域に、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏが他方の領域に配置されることにより、植物工場の内部及び外部のそれぞれへの通風路（配管）構成を簡略化できる。さらに、リブ１１ａ１～１１ａ５及びリブ１２ａ１～１２ａ５が、それぞれ、互いに平行な直線部を有することにより、直線部（平行部）を通過する屋内空気及び屋外空気は、透湿膜１００を介して互いに接触する時間が長くなるため、除湿量を向上できる。

　上述した調湿エレメント１０は、透湿膜１００の表面にリブ１１ａ１～１１ａ５及びリブ１２ａ１～１２ａ５が立設されたものであるが、リブに代えて、隣接する透湿膜１００間に波形状（コルゲート）のスペーサーを設けてもよい。図４に示す調湿エレメント１０Ｂは、スペーサーＳＰ１と、スペーサーＳＰ１の上下に配置された透湿膜１００とが、第一風路Ｐ１を構成し、スペーサーＳＰ２と、スペーサーＳＰ２の上下に配置された透湿膜１００とが、第二風路Ｐ２を構成する。調湿エレメント１０Ｂにおいても、第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏは植物工場内に通じ、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏは植物工場外に通じる。第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏは、透湿膜１００を、透湿膜１００の六角形の外心を挟んで対向する二頂点を接続する直線（図４において左右方向に延びる直線Ｌ）で二分割した、一方の領域の一面側に配置される。また、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏは、他方の領域の他面側に配置される。このように、直線Ｌを挟んで、第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏが一方の領域に、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏが他方の領域に配置されることにより、植物工場の内部及び外部のそれぞれへの通風路（配管）構成を簡略化できる。尚、調湿エレメント１０Ｂにおける透湿膜１００及びスペーサーＳＰ１、ＳＰ２の積層数、並びに、スペーサーＳＰ１、ＳＰ２における波の高さ、幅（隣接する波間の間隔）及び数は、仕様に応じて適宜設定されるものであり、図４に示すものに限定されない。

（第２実施形態：調湿モジュール２００）
　図５は、本発明の第２実施形態に係る調湿モジュール２００の概要を示す模式図であり、図６は、第２実施形態の調湿モジュール２００の概略縦断面図である。図７は、図６に示される熱交換エレメント３０を示す図であり、図７（ａ）は熱交換エレメント３０の概略斜視図、図７（ｂ）は風路ユニット３１、３２の概略斜視図である。図５及び図６において、実線の矢印は屋内空気の流れを示し、破線の矢印は屋外空気の流れを示す。第２実施形態において、図１～図４に示した部材・部位と同一又は同等の部材・部位には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

　図５を参照して調湿モジュール２００の概要を説明する。調湿モジュール２００において、調湿エレメント１０と、熱交換エレメント３０とが、互いに接触するように隣接して配置される。熱交換エレメント３０は、主に顕熱交換を行うエレメントであり、潜熱交換効率が調湿エレメント１０よりも低い熱交換エレメントである。熱交換エレメント３０において、屋外から供給される屋外空気が通過する風路と、屋外に排出される屋外空気が通過する風路とが、平面視において略直交し、透湿膜１００Ａ（図７参照）を介して各風路を通過する屋外空気間で顕熱交換（熱のみ交換）が行われる。植物工場内部から調湿モジュール２００に供給される内部空気は、矢印Ｙ１に示すように、調湿エレメント１０（第一風路Ｐ１）を通過しながら、第二風路Ｐ２を通過する屋外空気と、透湿膜１００を介して、全熱交換（顕熱交換・潜熱交換）されて、再び植物工場内部に戻る。一方、屋外から調湿モジュール２００に供給される屋外空気は、矢印Ｙ２に示すように熱交換エレメント３０を通過した後、矢印Ｙ３に示すように調湿エレメント１０（第二風路Ｐ２）を通過する。調湿エレメント１０内を通過した屋外空気は、熱交換エレメント３０を通過して、外部に排出される。このように、調湿モジュール２００によれば、換気することなく、植物工場内の余分な湿気を外部に放出できる。

　ここで、屋外空気の温度が植物工場内の温度（例えば２５℃）よりも低い場合において、屋外空気が熱交換エレメント３０を介さず、調湿エレメント１０（第二風路Ｐ２）に直接供給される構成を想定する。温度の低い屋外空気が調湿エレメント１０に供給されると、調湿エレメント１０の透湿膜１００の温度が下がる。透湿膜１００が屋内空気の結露点以下まで冷えると結露が発生する。また、透湿膜１００は潜熱交換効率も高いため、温度の低い屋外空気が調湿エレメント１０に直接供給されると、植物工場内部の熱が透湿膜１００を介して屋外空気に移動してしまい、熱エネルギーのロスが発生する。

　これに対し、本実施形態の調湿モジュール２００では、調湿エレメント１０において屋内空気（矢印Ｙ１参照）から熱（顕熱・潜熱）を得た屋外空気（矢印Ｙ３参照）が、熱交換エレメント３０に流入する（矢印Ｙ４参照）。このため、熱交換エレメント３０の透湿膜１００Ａを介して、屋外から流入した屋外空気（矢印Ｙ２参照）に屋外空気（矢印Ｙ４参照）の熱（顕熱）が移動する。このように、温められた屋外空気が調湿エレメント１０（第二風路Ｐ２）に供給される（矢印Ｙ３参照）。したがって、調湿モジュール２００によれば、屋外空気の温度が低い場合であっても、透湿膜１００の温度低下を防止でき、透湿膜１００表面の結露を防止できる。また、調湿モジュール２００によれば、透湿膜１００を介して接触する屋内空気と屋外空気との、熱エネルギー差が低減されるため、植物工場内部からの熱エネルギーロスを減少することができる。

　次に、図６及び図７を参照して、調湿モジュール２００の詳細を説明する。調湿モジュール２００は、調湿エレメント１０と、熱交換エレメント３０と、ケース２０１と、ファン２１２、２１３と、を備える。

　ケース２０１は、調湿エレメント１０及び熱交換エレメント３０を収容する。ケース２０１は、内部に隔壁２０２～２０７が設けられ、中央に調湿エレメント１０及び熱交換エレメント３０が互いに接触するように隣接して固定される。隔壁２０２、２０５は、水平方向に延在し、ケース２０１の内部空間を上下に区画する。隔壁２０３、２０４は、垂直方向に延在し、ケース２０１の内部空間上側を水平方向に区画する。隔壁２０６、２０７は、垂直方向に延在し、ケース２０１の内部空間下側を水平方向に区画する。熱交換エレメント３０は、隔壁２０２、２０３、２０６に接続し、調湿エレメント１０は、隔壁２０４、２０５、２０７に接続する。ケース２０１の内部空間は、上側が、第一空間２００ａ、第二空間２００ｂ、第三空間２００ｃの三つに区画され、下側が、第四空間２００ｄ、第五空間２００ｅ、第六空間２００ｆの三つに区画される。

　ケース２０１の外部には、接続口２０８～２１１が設けられる。接続口２０８、２１０は、ケース２０１左側壁の開口部（図示せず）にそれぞれ取り付けられる。接続口２０８を介して、屋外空気が第一空間２００ａに供給される。接続口２１０を介して、熱交換エレメント３０を通過した屋外空気が第四空間２００ｄから屋外に排出される。接続口２０９、２１１は、右側壁の開口部（図示せず）にそれぞれ取り付けられる。接続口２０９を介して、調湿エレメント１０を通過した屋内空気が第三空間２００ｃから植物工場内に供給される。接続口２１１を介して、屋内空気が第六空間２００ｆに供給される。

　ファン２１２は、第三空間２００ｃ内において、ケース２０１右側壁の接続口２０９に配置され、調湿エレメント１０の第一風路Ｐ１への屋内空気の供給又は第一風路Ｐ１からの屋内空気の排出を促進する。ファン２１３は、第四空間２００ｄ内において、ケース２０１左側壁の接続口２１０に配置され、熱交換エレメント３０を介して、調湿エレメント１０の第二風路Ｐ２への屋外空気の供給又は第二風路Ｐ２からの屋外空気の排出を促進する。ファン２１２、２１３は、図示しない制御部によって、動作が制御される。

　図７に示すように、熱交換エレメント３０は、風路ユニット３１、３２が交互に積層されたものであり、第三風路Ｐ３と、第四風路Ｐ４と、透湿膜１００Ａと、を備える。第三風路Ｐ３は、植物工場外から供給され第二風路Ｐ２に供給される屋外空気を通過させる。第四風路Ｐ４は、第二風路Ｐ２を通過し、植物工場外に排出される屋外空気を通過させる。

　透湿膜１００Ａは、第三風路Ｐ３と第四風路Ｐ４とを区画し、第三風路Ｐ３を通過する屋外空気と第四風路Ｐ４を通過する屋外空気との間で、熱交換（主として顕熱交換）を行う。透湿膜１００Ａは、透湿膜１００と同様に構成されてもよい。透湿膜１００Ａの顕熱交換効率は、素材の熱伝導率に加え、厚み（薄いほうが効率が良い）、膜を介した温度差と湿度差（差が大きいほど効率が高くなる）に影響を受ける。これらの影響を考慮して、透湿膜１００Ａの材質、厚みが決定される。

　風路ユニット３１は、平面視正方形状の透湿膜１００Ａと、透湿膜１００Ａの表面に立設された複数のリブ３１ａとを有する。リブ３１ａは正方形状の一辺に沿う直線形状を有する。複数のリブ３１ａは、互いに平行となるよう、透湿膜１００Ａの両縁部及び両縁部の間において、等間隔に配置される。

　風路ユニット３２は、平面視正方形状の透湿膜１００Ａと、透湿膜１００Ａの表面に立設された複数のリブ３２ａとを有する。リブ３２ａは正方形状の一辺に沿う直線形状を有する。複数のリブ３２ａは、互いに平行となるよう、透湿膜１００Ａの両縁部及び両縁部の間において、等間隔に配置される。

　風路ユニット３１、３２は、複数のリブ３１ａ及び複数のリブ３２ａが互いに直交するように積層される。交互に積層された風路ユニット３１、３２において、複数のリブ３１ａと、複数のリブ３１ａの上下に配置された透湿膜１００Ａとが、第三風路Ｐ３を構成し、複数のリブ３２ａと、複数のリブ３２ａの上下に配置された透湿膜１００Ａとが、第四風路Ｐ４を構成する。最上層の風路ユニット３１の上方には、透湿膜１００Ａが固定される。尚、熱交換エレメント３０における風路ユニット３１、３２の積層数、並びに、複数のリブ３１ａ、３２ａの高さ、幅（隣接するリブ間の間隔）及び数は、仕様に応じて適宜設定されるものであり、図７に示すものに限定されない。尚、熱交換エレメント３０において、リブ３１ａ、３２ａに代えて、隣接する透湿膜１００Ａ間に波形状（コルゲート）のスペーサー（図４、図１０参照）を設けてもよい。

　図６に示すように、熱交換エレメント３０において、第三風路Ｐ３の入口Ｐ３Ｉは植物工場外に通じ、第三風路Ｐ３の出口Ｐ３Ｏは調湿エレメント１０の第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉに通じる。第四風路Ｐ４の入口Ｐ４Ｉは調湿エレメント１０の第二風路Ｐ２の出口Ｐ２Ｏに通じ、第四風路Ｐ４の出口Ｐ４Ｏは植物工場外に通じる。

　図６を参照して、調湿モジュール２００の動作を説明する。制御部によってファン２１２、２１３が駆動される。ファン２１２が動作すると、植物工場内部から、屋内空気が接続口２１１を介してケース２０１内の第六空間２００ｆに取り込まれる。取り込まれた屋内空気は、入口Ｐ１Ｉから調湿エレメント１０の第一風路Ｐ１に供給される。第一風路Ｐ１を通過する屋内空気は、第二風路Ｐ２を通過する屋外空気と、透湿膜１００を介して全熱交換（顕熱交換・潜熱交換）されて、出口Ｐ１Ｏから第三空間２００ｃに至り、ファン２１２及び接続口２０９を経て植物工場内部に戻される。

　一方、ファン２１３が動作すると、植物工場外の屋外空気が接続口２０８を介してケース２０１内の第一空間２００ａに取り込まれる。取り込まれた屋外空気は、入口Ｐ３Ｉから熱交換エレメント３０の第三風路Ｐ３に供給される。第三風路Ｐ３を通過する屋外空気は、第四風路Ｐ４を通過する屋外空気と、透湿膜１００Ａを介して顕熱交換されて、出口Ｐ３Ｏから第五空間２００ｅに至り、入口Ｐ２Ｉから調湿エレメント１０の第二風路Ｐ２に供給される。第二風路Ｐ２を通過する屋外空気は、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気と、透湿膜１００を介して全熱交換されて、出口Ｐ２Ｏから第二空間２００ｂに至る。屋内空気からの水蒸気及び熱を含んだ屋外空気は、入口Ｐ４Ｉから熱交換エレメント３０の第四風路Ｐ４に供給される。第四風路Ｐ４を通過する屋外空気は、第三風路Ｐ３を通過する屋外空気と、透湿膜１００Ａを介して顕熱交換されて、出口Ｐ４Ｏから第四空間２００ｄに至り、ファン２１３及び接続口２１０を経て植物工場外に排出される。

　以上説明したように、本実施形態の調湿モジュール２００によれば、ダクトを用いることなく簡略化したモジュール構成で、第一実施形態の調湿エレメント１０の効果が得られる。また、調湿モジュール２００によれば、熱交換エレメント３０を介して屋外空気を調湿エレメント１０に供給することにより、屋外空気の温度が低い場合であっても、透湿膜１００の温度低下を防止でき、透湿膜１００表面の結露を防止できる。さらに、調湿モジュール２００によれば、透湿膜１００を介して接触する屋内空気と屋外空気との、熱エネルギー差が低減されるため、植物工場内部からの熱エネルギーロスを減少することができる。

（第３実施形態：調湿モジュール２００Ａ）
　図８は、本発明の第３実施形態に係る調湿モジュール２００Ａの概略図である。図９は、図８に示される調湿エレメント１０Ａを示す図であり、図９（ａ）は概略斜視図、図９（ｂ）は風路ユニット１１Ａ、１２Ａの概略斜視図である。図８において、実線の矢印は屋内空気の流れを示し、破線の矢印は屋外空気の流れを示す。第３実施形態において、図１～図７に示した部材・部位と同一又は同等の部材・部位には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

　調湿モジュール２００Ａは、調湿エレメント１０Ａと、熱交換エレメント３０と、ケース２０１Ａと、ファン２１２、２１３と、第一ダクト２１５及び第二ダクト２１６と、を備える。

　ケース２０１Ａは、調湿エレメント１０Ａ及び熱交換エレメント３０を収容する。ケース２０１Ａは、内部に隔壁２０２～２０７、２１４ａ、２１４ｂが設けられ、中央に調湿エレメント１０Ａ及び熱交換エレメント３０が互いに離間するように隣接して固定される。隔壁２０２、２１４ａ、２０５は、水平方向に延在し、ケース２０１Ａの内部空間を上下に区画する。隔壁２０３、２１４ｂ、２０４は、垂直方向に延在し、ケース２０１Ａの内部空間上側を水平方向に区画する。隔壁２０６、２０７は、垂直方向に延在し、ケース２０１Ａの内部空間下側を水平方向に区画する。熱交換エレメント３０は、隔壁２０２、２０３、２１４ａ、２０６に接続し、調湿エレメント１０Ａは、隔壁２１４ａ、２０４、２０５、２０７に接続する。ケース２０１Ａの内部空間は、上側が、第一空間２００ａ、第二小空間２００ｂ１、２００ｂ２、第三空間２００ｃの四つに区画され、下側が、第四空間２００ｄ、第五空間２００ｅ、第六空間２００ｆの三つに区画される。

　ケース２０１Ａの外部には、接続口２０８、２１０、２１１が設けられる。接続口２０８、２１０は、ケース２０１Ａ左側壁の開口部（図示せず）にそれぞれ取り付けられる。接続口２０８を介して、屋外空気が第一空間２００ａに供給される。接続口２１０を介して、熱交換エレメント３０を通過した屋外空気が第四空間２００ｄから屋外に排出される。接続口２１１は、右側壁の開口部（図示せず）に取り付けられる。接続口２１１を介して、植物工場内の屋内空気が第六空間２００ｆに供給される。

　ファン２１２は、第二小空間２００ｂ２内において、ケース２０１Ａ上壁の開口部（図示せず）に配置され、調湿エレメント１０Ａの第一風路Ｐ１への屋内空気の供給又は第一風路Ｐ１からの屋内空気の排出を促進する。ファン２１３は、第四空間２００ｄ内において、ケース２０１Ａ左側壁の接続口２１０に配置され、熱交換エレメント３０を介して、調湿エレメント１０Ａの第二風路Ｐ２への屋外空気の供給又は第二風路Ｐ２からの屋外空気の排出を促進する。ファン２１２、２１３は、図示しない制御部によって、動作が制御される。

　第一ダクト２１５及び第二ダクト２１６は、ケース２０１Ａの外部に設けられる。第一ダクト２１５は、ケース２０１Ａ上壁の二箇所の開口部（図示せず）に両端がそれぞれ取り付けられ、第三空間２００ｃと第二小空間２００ｂ１とを連通する。第二ダクト２１６は、ケース２０１Ａ上壁においてファン２１２が配置された開口部に一端が取り付けられ、他端が植物工場内に至る。

　図９に示すように、調湿エレメント１０Ａは、風路ユニット１１Ａ、１２Ａが交互に積層されたものであり、第一風路Ｐ１と、第二風路Ｐ２と、透湿膜１００と、を備える。第一風路Ｐ１は、植物工場（建物）内の空気である屋内空気を通過させる。第二風路Ｐ２は、植物工場外の空気である屋外空気を通過させる。透湿膜１００は、第一風路Ｐ１と第二風路Ｐ２とを区画し、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気と第二風路Ｐ２を通過する屋外空気との間で、顕熱交換及び潜熱交換を行う。

　風路ユニット１１Ａは、平面視正方形状の透湿膜１００と、透湿膜１００の表面に立設された複数のリブ１１Ａａとを有する。リブ１１Ａａは正方形状の一辺に沿う直線形状を有する。複数のリブ１１Ａａは、互いに平行となるよう、透湿膜１００の両縁部及び両縁部の間において、等間隔に配置される。

　風路ユニット１２Ａは、平面視正方形状の透湿膜１００と、透湿膜１００の表面に立設された複数のリブ１２Ａａとを有する。リブ１２Ａａは正方形状の一辺に沿う直線形状を有する。複数のリブ１２Ａａは、互いに平行となるよう、透湿膜１００の両縁部及び両縁部の間において、等間隔に配置される。

　風路ユニット１１Ａ、１２Ａは、複数のリブ１１Ａａ及び複数のリブ１２Ａａが互いに直交するように積層される。交互に積層された風路ユニット１１Ａ、１２Ａにおいて、複数のリブ１１Ａａと、複数のリブ１１Ａａの上下に配置された透湿膜１００とが、第一風路Ｐ１を構成し、複数のリブ１２Ａａと、複数のリブ１２Ａａの上下に配置された透湿膜１００とが、第二風路Ｐ２を構成する。最上層の風路ユニット１１Ａの上方には、透湿膜１００が固定される。第一風路の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏは植物工場内に通じ、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏは植物工場外に通じる（図８参照）。第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏは、正方形状の透湿膜１００の互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる。第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏは、正方形状の透湿膜１００の、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる。尚、調湿エレメント１０Ａにおける風路ユニット１１Ａ、１２Ａの積層数、並びに、複数のリブ１１Ａａ、１２Ａａのサイズ、幅（隣接するリブ間の間隔）及び数は、仕様に応じて適宜設定されるものであり、図９に示すものに限定されない。

　図８を参照して、調湿モジュール２００Ａの動作を説明する。制御部によってファン２１２、２１３が駆動される。ファン２１２が動作すると、植物工場内部から、屋内空気が接続口２１１を介してケース２０１Ａ内の第六空間２００ｆに取り込まれる。取り込まれた屋内空気は、入口Ｐ１Ｉから調湿エレメント１０Ａの第一風路Ｐ１に供給される。第一風路Ｐ１を通過する屋内空気は、第二風路Ｐ２を通過する屋外空気と、透湿膜１００を介して全熱交換（顕熱交換・潜熱交換）されて、出口Ｐ１Ｏから第二小空間２００ｂ２に至り、ファン２１２及び開口部を介して第二ダクト２１６を通って、植物工場内部に戻される。

　一方、ファン２１３が動作すると、植物工場外の屋外空気が接続口２０８を介してケース２０１Ａ内の第一空間２００ａに取り込まれる。取り込まれた屋外空気は、入口Ｐ３Ｉから熱交換エレメント３０の第三風路Ｐ３に供給される。第三風路Ｐ３を通過する屋外空気は、第四風路Ｐ４を通過する屋外空気と、透湿膜１００Ａを介して顕熱交換されて、出口Ｐ３Ｏから第五空間２００ｅに至り、入口Ｐ２Ｉから調湿エレメント１０Ａの第二風路Ｐ２に供給される。第二風路Ｐ２を通過する屋外空気は、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気と、透湿膜１００を介して全熱交換されて、出口Ｐ２Ｏから第三空間２００ｃに至る。屋内空気からの水蒸気及び熱を含んだ屋外空気は、ケース２０１Ａ上壁の開口部を介して第一ダクト２１５を通って、第二小空間２００ｂ１に至り、入口Ｐ４Ｉから熱交換エレメント３０の第四風路Ｐ４に供給される。第四風路Ｐ４を通過する屋外空気は、第三風路Ｐ３を通過する屋外空気と、透湿膜１００Ａを介して顕熱交換されて、出口Ｐ４Ｏから第四空間２００ｄに至り、ファン２１３及び接続口２１０を経て植物工場外に排出される。

　以上説明したように、本実施形態の調湿モジュール２００Ａによれば、第二実施形態の調湿モジュール２００と異なる構成によって、第二実施形態と同様の効果を実現できる。第三実施形態では、直交型の調湿エレメント１０Ａと第一ダクト２１５、第二ダクト２１６とを組み合わせて屋内空気及び屋外空気を循環させる風路を構成する。このため、モジュール構成としては、向流型の調湿エレメント１０を用いる第二実施形態の調湿モジュール２００よりも複雑化するものの、第三実施形態では、直交型の調湿エレメント１０Ａを用いて、屋内空気及び屋外空気を循環させる風路を構成できる。

　上述した調湿エレメント１０Ａは、透湿膜１００の表面に複数のリブ１１Ａａ、リブ１２Ａａが立設されたものであるが、リブに代えて、隣接する透湿膜１００間に波形状（コルゲート）のスペーサーを設けてもよい。図１０に示す調湿エレメント１０Ｃは、スペーサーＳＰＣ１と、スペーサーＳＰＣ１の上下に配置された透湿膜１００とが、第一風路Ｐ１を構成し、スペーサーＳＰＣ２と、スペーサーＳＰＣ２の上下に配置された透湿膜１００とが、第二風路Ｐ２を構成する。調湿エレメント１０Ｃにおいても、第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏは植物工場内に通じ、第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏは植物工場外に通じる。第一風路Ｐ１の入口Ｐ１Ｉ及び出口Ｐ１Ｏは、正方形状の透湿膜１００の互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる。第二風路Ｐ２の入口Ｐ２Ｉ及び出口Ｐ２Ｏは、正方形状の透湿膜１００の、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる。尚、調湿エレメント１０Ｃにおける透湿膜１００及びスペーサーＳＰＣ１、ＳＰＣ２の積層数、並びに、スペーサーＳＰＣ１、ＳＰＣ２における波の高さ、幅（隣接する波間の間隔）及び数は、仕様に応じて適宜設定されるものであり、図１０に示すものに限定されない。

（第４実施形態：調湿モジュール２００Ｂ、２００Ｂ－１）
　図１１は、本発明の第４実施形態に係る調湿モジュール２００Ｂの概略図である。図１２は、本発明の第４実施形態の変形例に係る調湿モジュール２００Ｂ－１の内部を透過した斜視図である。図１１及び図１２において、実線の矢印は屋内空気の流れを示し、破線の矢印は屋外空気の流れを示す。第４実施形態において、図１～図１０に示した部材・部位と同一又は同等の部材・部位には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

　図１１に示す調湿モジュール２００Ｂは、図６に示した調湿モジュール２００と比較して、熱交換エレメント３０を備えない点と、ファン２１２の配置とが主に異なる。

　ケース２０１Ｂは、内部に隔壁２０２、２０４、２０５、２０７が設けられ、中央に調湿エレメント１０が固定される。ケース２０１Ｂの内部空間は、上側が、第一空間２００ａ、第三空間２００ｃの二つに区画され、下側が、第四空間２００ｄ、第六空間２００ｆの二つに区画される。

　ケース２０１Ｂの外部には、接続口２０８～２１１が設けられる。接続口２０８、２１０は、ケース２０１Ｂ左側壁の開口部（図示せず）にそれぞれ取り付けられる。接続口２０８を介して、屋外空気が第一空間２００ａに供給される。接続口２１０を介して、調湿エレメント１０を通過した屋外空気が第四空間２００ｄから屋外に排出される。接続口２０９を介して、植物工場内の屋内空気が第三空間２００ｃに供給される。接続口２１１を介して、調湿エレメント１０を通過した屋内空気が第六空間２００ｆから植物工場内に戻される。

　ファン２１２は、第六空間２００ｆ内において、ケース２０１Ｂ右側壁の接続口２１１に配置され、調湿エレメント１０の第一風路Ｐ１への屋内空気の供給又は第一風路Ｐ１からの屋内空気の排出を促進する。ファン２１３は、第四空間２００ｄ内において、ケース２０１Ｂ左側壁の接続口２１０に配置され、調湿エレメント１０の第二風路Ｐ２への屋外空気の供給又は第二風路Ｐ２からの屋外空気の排出を促進する。ファン２１２、２１３は、図示しない制御部によって、動作が制御される。

　調湿モジュール２００Ｂの動作を説明する。制御部によってファン２１２、２１３が駆動される。ファン２１２が動作すると、植物工場内部から、屋内空気が接続口２０９を介してケース２０１Ｂ内の第三空間２００ｃに取り込まれる。取り込まれた屋内空気は、入口Ｐ１Ｉから調湿エレメント１０の第一風路Ｐ１に供給される。第一風路Ｐ１を通過する屋内空気は、第二風路Ｐ２を通過する屋外空気と、透湿膜１００を介して全熱交換（顕熱交換・潜熱交換）されて、出口Ｐ１Ｏから第六空間２００ｆに至り、ファン２１２及び開口部を介して、植物工場内部に戻される。

　一方、ファン２１３が動作すると、植物工場外の屋外空気が接続口２０８を介してケース２０１Ｂ内の第一空間２００ａに取り込まれる。取り込まれた屋外空気は、入口Ｐ２Ｉから調湿エレメント１０の第二風路Ｐ２に供給される。第二風路Ｐ２を通過する屋外空気は、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気と、透湿膜１００を介して全熱交換されて、出口Ｐ２Ｏから第四空間２００ｄに至る。屋内空気からの水蒸気及び熱を含んだ屋外空気は、ファン２１３及び接続口２１０を経て植物工場外に排出される。

　図１２に示す調湿モジュール２００Ｂ－１は、図１１に示した調湿モジュール２００Ｂと比較して、ケース２０１Ｂの内部に隔壁２０４、２０７を有しない点と、ファン２１２、２１３の配置とが主に異なる。

　ケース２０１Ｂは、直方体形状であり、上壁２０１Ｂ１、下壁２０１Ｂ２、左側壁２０１Ｂ３、右側壁２０１Ｂ４、前壁２０１Ｂ５、及び後壁２０１Ｂ６を有する。ケース２０１Ｂは、内部に、左右側壁２０１Ｂ３、２０１Ｂ４から水平方向にそれぞれ延在する隔壁２０２、２０５が設けられる。ケース２０１Ｂ内の中央において、前壁２０１Ｂ５から後壁２０１Ｂ６にわたって延在する調湿エレメント１０が固定される。調湿エレメント１０は、上壁２０１Ｂ１及び下壁２０１Ｂ２に上下を挟まれ、且つ、隔壁２０２、２０５に左右を挟まれて、ケース２０１Ｂ内に固定される。ケース２０１Ｂの内部空間は、隔壁２０２、２０５及び調湿エレメント１０によって、上側が、第一空間２００ａ、第三空間２００ｃの二つに区画され、下側が、第四空間２００ｄ、第六空間２００ｆの二つに区画される。

　第六空間２００ｆにおいて、下壁２０１Ｂ２と隔壁２０５とを接続する立壁２１９と、立壁２１９から前壁２０１Ｂ５にわたって延びる立壁２２０と、が設けられる。第三空間２００ｃにおいて、上壁２０１Ｂ１と隔壁２０５とを接続し右側壁２０１Ｂ４に沿って前壁２０１Ｂ５から前後方向略中央位置に延びる立壁２２１が設けられる。第四空間２００ｄにおいて、下壁２０１Ｂ２と隔壁２０２とを接続する立壁２２２と、立壁２２２から後壁２０１Ｂ６にわたって延びる立壁２２３と、が設けられる。第一空間２００ａにおいて、上壁２０１Ｂ１と隔壁２０２とを接続し左側壁２０１Ｂ３に沿って後壁２０１Ｂ６から前後方向略中央位置に延びる立壁２２４が設けられる。

　ケース２０１Ｂの左右側壁２０１Ｂ３、２０１Ｂ４には、開口部Ｋ１～Ｋ４が設けられる。開口部Ｋ１は、右側壁２０１Ｂ４の下側後方に設けられる。開口部Ｋ１を介して、植物工場内の屋内空気が第六空間２００ｆに供給される。開口部Ｋ２は、右側壁２０１Ｂ４の上側前方に設けられる。開口部Ｋ２を介して、調湿エレメント１０を通過した屋内空気が第三空間２００ｃから植物工場内に戻される開口部Ｋ３は、左側壁２０１Ｂ３の下側前方に設けられる。開口部Ｋ３を介して、屋外空気が第四空間２００ｄに供給される。開口部Ｋ４は、左側壁２０１Ｂ３の上側後方に設けられる。開口部Ｋ４を介して、調湿エレメント１０を通過した屋外空気が第一空間２００ａから屋外に排出される。

　ファン２１２は、第三空間２００ｃ内において、右側壁２０１Ｂ４と立壁２２１との間に配置され、調湿エレメント１０の第一風路Ｐ１への屋内空気の供給又は第一風路Ｐ１からの屋内空気の排出を促進する。ファン２１３は、第一空間２００ａ内において、左側壁２０１Ｂ３と立壁２２４との間に配置され、調湿エレメント１０の第二風路Ｐ２への屋外空気の供給又は第二風路Ｐ２からの屋外空気の排出を促進する。ファン２１２、２１３は、図示しない制御部によって、動作が制御される。

　調湿モジュール２００Ｂ－１の動作を説明する。制御部によってファン２１２、２１３が駆動される。ファン２１２が動作すると、植物工場内部から、屋内空気が開口部Ｋ１を介してケース２０１Ｂ内の第六空間２００ｆに取り込まれる。取り込まれた屋内空気は、立壁２１９及び立壁２２０にガイドされて、入口Ｐ１Ｉから調湿エレメント１０の第一風路Ｐ１に流入する。第一風路Ｐ１を通過する屋内空気は、第二風路Ｐ２を通過する屋外空気と、透湿膜１００を介して全熱交換（顕熱交換・潜熱交換）されて、出口Ｐ１Ｏから第三空間２００ｃに至る。第三空間２００ｃに供給された屋内空気は、立壁２２１にガイドされて、ファン２１２及び開口部Ｋ２を介して植物工場内に戻される。

　一方、ファン２１３が動作すると、植物工場外の屋外空気が開口部Ｋ３を介してケース２０１Ｂ内の第四空間２００ｄに取り込まれる。取り込まれた屋外空気は、立壁２２２及び立壁２２３にガイドされて、入口Ｐ２Ｉから調湿エレメント１０の第二風路Ｐ２に供給される。第二風路Ｐ２を通過する屋外空気は、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気と、透湿膜１００を介して全熱交換されて、出口Ｐ２Ｏから第一空間２００ａに至る。第一空間２００ａに供給された屋外空気は、立壁２２４にガイドされて、ファン２１３及び開口部Ｋ４を経て屋外に排出される。

　以上説明したように、本実施形態の調湿モジュール２００Ｂ、２００Ｂ－１によれば、第一実施形態の調湿エレメント１０と同様の効果を実現できる。

（第５実施形態：調湿モジュール２００Ｃ）
　図１３は、本発明の第５実施形態に係る調湿モジュール２００Ｃの概略図である。図１３において、実線の矢印は屋内空気の流れを示し、破線の矢印は屋外空気の流れを示す。第５実施形態において、図１～図１２に示した部材・部位と同一又は同等の部材・部位には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

　調湿モジュール２００Ｃは、図８に示した調湿モジュール２００Ａと比較して、熱交換エレメント３０を備えない点と、第一ダクト２１５、第二ダクト２１６に代えて第三ダクト２１７、第四ダクト２１８を備える点と、ファン２１３の配置とが主に異なる。

　ケース２０１Ｃは、内部に隔壁２０２、２０４、２０５、２０７が設けられ、中央に調湿エレメント１０Ａが固定される。ケース２０１Ｃの内部空間は、上側が、第一空間２００ａ、第三空間２００ｃの二つに区画され、下側が、第四空間２００ｄ、第六空間２００ｆの二つに区画される。

　ケース２０１Ｃの外部には、接続口２１０、２１１が設けられる。接続口２１０は、ケース２０１Ｃ左側壁の開口部（図示せず）に取り付けられる。接続口２１０を介して、屋外空気が第四空間２００ｄに供給される。接続口２１１は、右側壁の開口部（図示せず）に取り付けられる。接続口２１１を介して、植物工場内の屋内空気が第六空間２００ｆに供給される。

　ファン２１２は、第一空間２００ａ内において、ケース２０１Ｃ上壁の開口部（図示せず）に配置され、調湿エレメント１０Ａの第一風路Ｐ１への屋内空気の供給又は第一風路Ｐ１からの屋内空気の排出を促進する。ファン２１３は、第三空間２００ｃ内において、ケース２０１Ｃ上壁の開口部に配置され、調湿エレメント１０Ａの第二風路Ｐ２への屋外空気の供給又は第二風路Ｐ２からの屋外空気の排出を促進する。ファン２１２、２１３は、図示しない制御部によって、動作が制御される。

　第三ダクト２１７及び第四ダクト２１８は、ケース２０１Ｃの外部に設けられる。第三ダクト２１７は、ケース２０１Ｃ上壁においてファン２１２が配置された開口部に一端が取り付けられ、他端が植物工場内に至る。第四ダクト２１８は、ケース２０１Ｃ上壁においてファン２１３が配置された開口部に一端が取り付けられ、他端が植物工場外に至る。

　調湿モジュール２００Ｃの動作を説明する。制御部によってファン２１２、２１３が駆動される。ファン２１２が動作すると、植物工場内部から、屋内空気が接続口２１１を介してケース２０１Ａ内の第六空間２００ｆに取り込まれる。取り込まれた屋内空気は、入口Ｐ１Ｉから調湿エレメント１０Ａの第一風路Ｐ１に供給される。第一風路Ｐ１を通過する屋内空気は、第二風路Ｐ２を通過する屋外空気と、透湿膜１００を介して全熱交換（顕熱交換・潜熱交換）されて、出口Ｐ１Ｏから第一空間２００ａに至り、ファン２１２及び開口部を介して第三ダクト２１７を通って、植物工場内部に戻される。

　一方、ファン２１３が動作すると、植物工場外の屋外空気が接続口２１０を介してケース２０１Ｃ内の第四空間２００ｄに取り込まれる。取り込まれた屋外空気は、入口Ｐ２Ｉから調湿エレメント１０Ａの第二風路Ｐ２に供給される。第二風路Ｐ２を通過する屋外空気は、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気と、透湿膜１００を介して全熱交換されて、出口Ｐ２Ｏから第三空間２００ｃに至る。屋内空気からの水蒸気及び熱を含んだ屋外空気は、ケース２０１Ｃ上壁のファン２１３及び開口部を介して第四ダクト２１８を通って、植物工場外に排出される。

　以上説明したように、本実施形態の調湿モジュール２００Ｃによれば、直交型の調湿エレメント１０Ａと第三ダクト２１７、第四ダクト２１８とを組み合わせて屋内空気及び屋外空気を循環させて、第一実施形態の調湿エレメント１０と同様の効果を実現できる。

（第６実施形態：調湿モジュール２００Ｄ）
　図１４は、本発明の第６実施形態に係る調湿モジュール２００Ｄの概略図である。図１４において、実線の矢印は屋内空気の流れを示し、破線の矢印は屋外空気の流れを示す。第６実施形態において、図１～図１３に示した部材・部位と同一又は同等の部材・部位には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

　調湿モジュール２００Ｄは、図１３に示した調湿エレメント１０Ａを複数列並行に設けたものである。調湿モジュール２００Ｄは、調湿モジュール２００Ｃと比較して、第三ダクト２１７及び第四ダクト２１８に代えて、第五ダクト２２５、第六ダクト２２６、第七ダクト２２７及び第八ダクト２２８を備える点と、ファン２１２、２１３の配置とが主に異なる。

　ケース２０１Ｄは、内部に隔壁２０２、２０５、２２９～２３６が設けられる。ケース２０１Ｄ内には、三つの調湿エレメント１０Ａが左右方向に互いに隣接して固定される。隔壁２３０、２３２は、ケース２０１Ｄの上壁から下壁にわたって垂直に延在し、ケース２０１Ｄの内部空間を水平方向に区画する。隔壁２２９、２３１、２３３は、ケース２０１Ｄの上壁から調湿エレメント１０Ａの上端にわたって垂直に延在し、ケース２０１Ｄの内部空間上側を水平方向に区画する。隔壁２３４、２３５、２３６は、調湿エレメント１０Ａの下端からケース２０１Ｄの下壁にわたって垂直に延在し、ケース２０１Ｄの内部空間下側を水平方向に区画する。ケース２０１Ｄの内部空間は、上側が、第一空間２００ａ、第二小空間２００ｂ１～２００ｂ４、第三空間２００ｃの六つに区画され、下側が、第四空間２００ｄ、第五小空間２００ｅ１～２００ｅ４、第六空間２００ｆの六つに区画される。

　第五ダクト２２５、第六ダクト２２６、第七ダクト２２７及び第八ダクト２２８は、それぞれ、四方向に分岐し、ケース２０１Ｄの外部に設けられる。第五ダクト２２５は、ケース２０１Ｄの上壁において、三つの開口部に、三つの端部がそれぞれ取り付けられ、一端が植物工場内に至る。第五ダクト２２５は、第二小空間２００ｂ１、２００ｂ３及び第三空間２００ｃと植物工場内とを連通する。第六ダクト２２６は、ケース２０１Ｄの下壁における三つの開口部に、三つの端部がそれぞれ取り付けられ、一端が植物工場内に至る。第六ダクト２２６は、第四空間２００ｄ、第五小空間２００ｅ２及び第五小空間２００ｅ４と植物工場内とを連通する。第七ダクト２２７は、ケース２０１Ｄの上壁における三つの開口部に、三つの端部がそれぞれ取り付けられ、一端が植物工場の外部に至る。第七ダクト２２７は、第一空間２００ａ、第二小空間２００ｂ２及び第二小空間２００ｂ４と植物工場外とを連通する。第八ダクト２２８は、ケース２０１Ｄの下壁における三つの開口部に、三つの端部がそれぞれ取り付けられ、一端が植物工場の外部に至る。第八ダクト２２８は、第五小空間２００ｅ１、２００ｅ３及び第六空間２００ｆと植物工場外とを連通する。

　ファン２１２は、第六ダクト２２６の、植物工場内へ至る端部に配置され、調湿エレメント１０Ａの第一風路Ｐ１への屋内空気の供給又は第一風路Ｐ１からの屋内空気の排出を促進する。ファン２１３は、第八ダクト２２８の、植物工場外へ至る端部に配置され、調湿エレメント１０Ａの第二風路Ｐ２への屋外空気の供給又は第二風路Ｐ２からの屋外空気の排出を促進する。ファン２１２、２１３は、図示しない制御部によって、動作が制御される。

　調湿モジュール２００Ｄの動作を説明する。制御部によってファン２１２、２１３が駆動される。ファン２１２が動作すると、植物工場内部から第五ダクト２２５を通って、屋内空気がケース２０１Ｄ内の第二小空間２００ｂ１、２００ｂ３及び第三空間２００ｃに取り込まれる。取り込まれた屋内空気は、各調湿エレメント１０Ａにおいて、入口Ｐ１Ｉから第一風路Ｐ１に供給される。各調湿エレメント１０Ａにおいて、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気は、第二風路Ｐ２を通過する屋外空気と、透湿膜１００を介して全熱交換（顕熱交換・潜熱交換）されて、各出口Ｐ１Ｏから第四空間２００ｄ、第五小空間２００ｅ２及び第五小空間２００ｅ４にそれぞれ至る。その後、屋内空気は、第六ダクト２２６及びファン２１２を通って、植物工場内部に戻される。

　一方、ファン２１３が動作すると、植物工場外の屋外空気が第七ダクト２２７を通って、ケース２０１Ｄ内の第一空間２００ａ、第二小空間２００ｂ２及び第二小空間２００ｂ４に取り込まれる。取り込まれた屋外空気は、各調湿エレメント１０Ａにおいて、入口Ｐ２Ｉから第二風路Ｐ２に供給される。第二風路Ｐ２を通過する屋外空気は、第一風路Ｐ１を通過する屋内空気と、透湿膜１００を介して全熱交換されて、各出口Ｐ２Ｏから第五小空間２００ｅ１、２００ｅ３及び第六空間２００ｆにそれぞれ至る。その後、屋内空気からの水蒸気及び熱を含んだ屋外空気は、第八ダクト２２８及びファン２１３を通って、植物工場外に排出される。

　以上説明したように、本実施形態の調湿モジュール２００Ｄによれば、複数列（本例では三列）の直交型調湿エレメント１０Ａを用いることで、第五実施形態の調湿モジュール２００Ｃと比べて、複数倍量（本例では三倍）の屋内空気を湿度調整できる。

（第７実施形態：調湿システム）
　図１５は、本発明の第７実施形態に係る調湿システムの動作例を示すフローチャートである。本実施形態の調湿システムは、第２～第６実施形態の調湿モジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｂ－１、２００Ｃ、２００Ｄの少なくともいずれか一（以下、調湿モジュール２００等と称する。）と、植物工場内部における屋内空気の温度を所定範囲内に調整するエアコン（空調装置）と、を備える。

　この調湿システムは、図示しない制御装置と、植物工場内部における屋内空気の湿度を監視する湿度監視部と、を備えてもよい。制御装置は、植物工場内部の湿度変動に応じて、調湿モジュール２００等の動作を制御する。制御装置は、湿度の変動が規定条件を満たす場合、調湿モジュール２００等を動作させる。制御装置は、記憶部と演算部とを有し、調湿モジュール２００等の制御部及びエアコンの制御部と接続され、記憶部に記憶された所定のプログラムを演算部が実行することにより、図１５に示す動作を実現する。図１５に示す処理は、所定時間間隔で繰り返し実行される。

　図１５に示すように、制御装置は、植物工場内部の湿度を監視し（ステップＳ１）、湿度変動が、記憶部に記憶された規定条件を満たせば（ステップＳ２でＹｅｓ）、調湿モジュール２００等を動作させる（ステップＳ３）。規定条件の一例として、植物工場内部の相対湿度が７０％ＲＨ以上であることが挙げられる。一方、制御装置は、湿度変動が規定条件を満たさなければ（ステップＳ２でＮｏ）、調湿モジュール２００等の動作を停止して（ステップＳ４）、本処理を終了する。

　以上説明したように、本実施形態の調湿システムによれば、エアコンと調湿モジュール２００等とを併用し、顕熱と潜熱の処理を分担させて全体のエネルギー効率を向上させた複合空調システムを構成する。この複合空調システムにおいて、潜熱除去を担当する装置として調湿モジュール２００等を用いることにより、エネルギーコストを低減できる。特に、制御装置が、湿度変動に応じて調湿モジュール２００等の動作を制御することにより、除湿の必要性が高い場合に自動で調湿モジュール２００等を動作させて、潜熱除去に係るエネルギーコストを低減できる。

（第８実施形態：調湿システム３００）
　図１６は、本発明の第８実施形態に係る調湿システムの概略図である。図１６において、実線の矢印は屋内空気の流れを示し、破線の矢印は屋外空気の流れを示す。本実施形態の調湿システム３００は、外部空間３０７から隔離された管理空間３０３を有する植物工場等の施設３０１と、施設３０１に設置された調湿モジュール３２０及び熱交換エレメント３３１と、制御装置３１０と、を備える。施設３０１と調湿モジュール３２０と、及び、調湿モジュール３２０と熱交換エレメント３３１とは、例えば配管によって接続される。尚、「施設」は、建物に加え、建物内に設けられた植物育成設備等の設備を含む。また、外部空間３０７は、屋外であってもよいし、建物内における施設３０１の外部であってもよい。

　調湿モジュール３２０は、管理空間３０３内の空気である内部空気を通過させる第一風路と、施設３０１外の空気である外部空気を通過させる第二風路と、第一風路と第二風路とを区画し、内部空気と外部空気との間で水蒸気を透過させる透湿膜と、を有する調湿エレメントを有する。調湿モジュール３２０内の調湿エレメントとして、上述した調湿エレメント１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、又は一般的な向流型エレメントを利用できる。熱交換エレメント３３１として、上述した熱交換エレメント３０を利用できる。

　調湿モジュール３２０は、調湿エレメントを収容するケースに、接続口３２１，３２２，３２３，３２４が設けられている。

　調湿モジュール３２０は、接続口３２１及び開閉弁３４１を介して施設３０１の排出口３０１ａに接続される。また、調湿モジュール３２０は、接続口３２２を介して施設３０１の吸入口３０１ｂに接続される。開閉弁３４１が開くことにより、管理空間３０３から内部空気が排出され、調湿モジュール３２０の第一風路に供給される。開閉弁３４１が閉じることにより、内部空気の調湿モジュール３２０への供給が停止される。

　調湿モジュール３２０は、接続口３２３及び開閉弁３４２を介して、外部空気が第二風路に供給される。また、調湿モジュール３２０は、接続口３２４及び開閉弁３４３を介して、第二風路を通過した外部空気が外部空間３０７に排出される。開閉弁３４２，３４３が開くことにより、外部空気が第二風路を通過する。

　制御装置３１０によって開閉弁３４１，３２４，３２３が開くと、調湿モジュール３２０において、排出口３０１ａから第一風路に供給された内部空気は、接続口３２３から供給され第二風路を通過する外部空気と、透湿膜を介して全熱交換（顕熱交換・潜熱交換）される。そして、全熱交換された内部空気は、吸入口３０１ｂから施設３０１内の管理空間３０３に戻される。

　熱交換エレメント３３１は、開閉弁３４５を介して第三風路の出口Ｐ３Ｏと接続口３２３とが接続される。開閉弁３４５が開くことにより、第三風路の入口Ｐ３Ｉから熱交換エレメント３３１に流入した外部空気が、第三風路を通過して、接続口３２３を介して調湿モジュール３２０の第二風路に供給される。

　熱交換エレメント３３１は、開閉弁３４４を介して第四風路の入口Ｐ４Ｉと接続口３２４とが接続される。開閉弁３４４が開くことにより、調湿モジュール３２０の第二風路を通過した外部空気が、接続口３２４から排出される。接続口３２４から排出された外部空気は、第四風路の入口Ｐ４Ｉから熱交換エレメント３３１の第四風路に流入し、第四風路を通過して、第四風路の出口Ｐ４Ｏから外部空間３０７に排出される。

　制御装置３１０によって開閉弁３４４，３４５が開くと、熱交換エレメント３３１に、第三風路の入口Ｐ３Ｉと第四風路の入口Ｐ４Ｉとから外部空気が流入する。そして、熱交換エレメント３３１において、外部空間３０７から流入し第三風路を通過する外部空気と、調湿モジュール３２０の第二風路を通過して第四風路を通過する外部空気とが、透湿膜を介して顕熱交換される。

　施設３０１内には、内部空気の温度及び湿度を監視する監視部３０５が設けられる。外部空間３０７には、外部空気の温度及び湿度を監視する監視部３０９が設けられる。

　制御装置３１０は、記憶部と演算部とを有し、監視部３０５，３０９、開閉弁３４１～３４５（以下、開閉弁３４０と総称する場合がある。）と接続される。制御装置３１０は、記憶部に記憶された所定のプログラムを演算部が実行することにより、図１７及び図１８に示すように、調湿モジュール３２０の動作を制御して、管理空間３０３内の温度・湿度を調整する。図１７及び図１８に示す処理は、所定時間間隔で繰り返し実行される。

　図１７に示すように、制御装置３１０は、監視部３０５，３０９により、施設３０１の内部及び外部の湿度を監視する（ステップＳ１１）。

　内部湿度が外部湿度より低い場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御装置３１０は、少なくとも開閉弁３４１を閉じることにより、調湿モジュール３０２の動作を停止させる（ステップＳ１３）。内部温度及び外部温度に依らず、監視部３０５が測定した、管理空間３０３内部の絶対湿度が、監視部３０９が測定した外部空間３０７の絶対湿度よりも低い場合、管理空間３０３内が加湿されてしまう。よって、この場合には調湿モジュール３２０を停止して、管理空間３０３内の湿度を維持する。

　一方、内部湿度が外部湿度より低くない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、制御装置３１０は、後述する風路切替制御を行う（ステップＳ１４）。

　図１８は、制御装置３１０による風路切替制御の処理手順を示すフローチャートである。図１８に示す処理において、制御装置３１０は、開閉弁３４１を開いて、調湿モジュール３２０を動作させている。制御装置３１０は、監視部３０５，３０９により、施設３０１の内部及び外部の温度を監視する（ステップＳ２１）。

　内部温度が外部温度より高い場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、制御装置３１０は、内部温度が適正な温度帯である所定範囲か否かを判断する（ステップＳ２３）。

　内部温度が、外部温度より高く、かつ、所定範囲内であれば、制御装置３１０は、熱交換エレメント３３１を通過した外部空気（外気）を、接続口３２３から調湿モジュール３２０の第二風路に供給する（ステップＳ２４）。すなわち、制御装置３１０は、開閉弁３４４，３４５を開き、開閉弁３４２，３４３を閉じることにより、管理空間３０３内部の温度変化を抑えつつ湿度調整を行うことができる。

　内部温度が、外部温度より高く、かつ、所定範囲よりも低い場合、制御装置３０１は、熱交換エレメント３３１を通過しない外気を、接続口３２３から調湿モジュール３２０の第二風路に供給する（ステップＳ２５）。すなわち、制御装置３１０は、開閉弁３４２，３４３を開き、開閉弁３４４，３４５を閉じることにより、積極的に管理空間３０３内部を加熱できる。

　内部温度が、外部温度より高く、かつ、所定範囲よりも高い場合、制御装置３０１は、熱交換エレメント３３１を通過しない外気を、接続口３２３から調湿モジュール３２０の第二風路に供給する（ステップＳ２８）。すなわち、制御装置３１０は、開閉弁３４２，３４３を開き、開閉弁３４４，３４５を閉じることにより、積極的に管理空間３０３内部を冷却できる。

　一方、内部温度が外部温度よりも高くない場合（ステップＳ２２でＮＯ）、制御装置３１０は、内部温度が所定範囲か否かを判断する（ステップＳ２６）。

　内部温度が、外部温度より高くなく、かつ、所定範囲内又は所定範囲より高い場合、制御装置３１０は、熱交換エレメント３３１を通過した外部空気（外気）を、接続口３２３から調湿モジュール３２０の第二風路に供給する（ステップＳ２７）。すなわち、制御装置３１０は、開閉弁３４４，３４５を開き、開閉弁３４２，３４３を閉じることにより、管理空間３０３内部を変化させることなく湿度調整を行うことができる。

　内部温度が、外部温度より高くなく、かつ、所定範囲より低い場合、制御装置３０１は、熱交換エレメント３３１を通過しない外気を、接続口３２３から調湿モジュール３２０の第二風路に供給する（ステップＳ２８）。すなわち、制御装置３１０は、開閉弁３４２，３４３を開き、開閉弁３４４，３４５を閉じることにより、積極的に管理空間３０３内部を加熱できる。

　制御装置３１０が上述した処理手順を実行することにより、調湿システム３００において、施設３０１内外の温度及び湿度に応じた風路切替制御が行われる。尚、制御装置３１０は、さらに、図１５に示した処理と同様の制御を実行してもよい。

（中空糸膜型メンブレンドライヤー４００）
　調湿モジュール３２０における調湿エレメントとして、図１９に示す調湿エレメント４０８を用いてもよい。調湿エレメント４８０は、中空糸膜であり、平面状の透湿膜１００が中空筒状に形成された筒部を有する。調湿エレメント４８０は、一例として、筒内部である中空部分が、内部空気を通過させる第一風路であり、筒外部すなわち外周面に接する空間が、外部空気を通過させる第二風路である。

　調湿エレメント４０８は、調湿エレメント４０８の内部を通過する空気Ａ１１（内部空気）と、調湿エレメント４０８の外周面を通過する外部空気との間で、水蒸気濃度勾配を利用して水蒸気を透過させる。空気Ａ１１が外部空気よりも水蒸気濃度が高い場合、空気Ａ１１に含まれる水蒸気が透湿膜１００を透過して、調湿エレメント４０８の外周面を通過する外部空気に移動する。また、調湿エレメント４０８は熱伝導性を有し、空気Ａ１１の熱が調湿エレメント４０８を介して外部空気に移動する。なお、内部空気を加圧して水蒸気濃度を高めたり、外部空気を減圧して水蒸気濃度を低下させることで、内部空気と外部空気との水蒸気濃度差を設けてもよい。

　調湿エレメント４０８の内部を通過するにつれて、含有する水蒸気量及び熱が減少した空気Ａ１２は、施設３０１内の管理空間３０３に供給される。尚、調湿エレメント４８０の内部及び外部のいずれを第一風路又は第二風路としてもよい。

　図２０は、図１９に示した調湿エレメント４０８を備えた調湿モジュールであるメンブレンドライヤー４００の概略図である。図２０は、メンブレンドライヤー４００の側面視において一部を断面図としたものである。メンブレンドライヤー４００は、両端が開放された中空円筒状のケース４０２と、ケース４０２内に配置された複数の調湿エレメント４０８と、ケース４０２の両端をそれぞれ覆う端部ケース４０４，４０６と、を備える。また、メンブレンドライヤー４００は、ケース４０２の両端を閉鎖し、端部ケース４０４，４０６内において調湿エレメント４０８の両端部を保持する保持部材４１０と、を備える。保持部材４１０は、複数の調湿エレメント４０８及び端部ケース４０４，４０６の間を閉鎖する。ケース４０２には、ケース４０２の内外を連通させる二つの開口部４０２ａ，４０２ｂが設けられる。端部ケース４０４，４０６は、開口部４０４ａ，４０６ａをそれぞれ有する。

　開口部４０４ａから流入した空気Ａ１１（内部空気）は、複数の調湿エレメント４０８の内部を通過する。ケース４０２内において調湿エレメント４０８の外周面には、開口部４０２ａから空気Ａ２１（外部空気）が供給されて、空気Ａ１１との間で全熱交換が行われる。含有する水蒸気量及び熱が減少した空気Ａ１２は、開口部４０６ａから排出されて、施設３０１内の管理空間３０３内に戻される。一方、調湿エレメント４０８の外周面において空気Ａ１１から水蒸気及び熱の移動を受けた空気Ａ２２は、開口部４０２ｂから、施設３０１外の外部空間３０７に排出される。

　尚、複数の調湿エレメント４０８又はメンブレンドライヤー４００を、上述した調湿エレメント１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの代わりに用いてもよい。

　尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、上述した実施形態において、調湿エレメント１０は平面視六角形状を有するが、平面形状を直線で二分割した、一方の領域の一面側に、第一風路の入口及び出口が配置され、他方の領域の他面側に、第二風路の入口及び出口が配置される構成であれば、平面視正方形状等、異なる形状であってもよい。

　また、上述した実施形態では、調湿モジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｂ－１、２００Ｃ、２００Ｄがケース２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄ（以下、ケース２０１等と称する。）を備えるが、ケース２０１等は必須ではない。例えば、調湿エレメント１０を壁面へ埋め込んで、調湿モジュールを構成してもよい。この場合、複数の調湿エレメント１０を、透湿膜１００が壁の厚み方向に沿って延在するように、例えば上下方向に隙間なく配列して、調湿モジュールを構成してもよい。また、壁面内において、調湿エレメント１０に隣接するように熱交換エレメント３０を埋め込んでもよい。

　ここで、上述した本発明の実施形態に係る調湿エレメント、調湿モジュール及び調湿システムの特徴をそれぞれ以下［１］～［１６］に簡潔に纏めて列記する。
［１］第一風路（Ｐ１）と、
　第二風路（Ｐ２）と、
　前記第一風路と前記第二風路とを区画し、前記第一風路の空気と前記第二風路の空気との間で水蒸気を透過させる透湿膜（１００）と、を備え、
　前記透湿膜は、平面形状を有し、一面に前記第一風路が設けられ、他面に前記第二風路が設けられ、
　前記平面形状を直線で二分割した、一方の領域の前記一面側に、前記第一風路の入口（Ｐ１Ｉ）及び出口（Ｐ１Ｏ）が配置され、他方の領域の前記他面側に、前記第二風路の入口（Ｐ２Ｉ）及び出口（Ｐ２Ｏ）が配置される、
　調湿エレメント（１０、１０Ｂ）。
［２］前記透湿膜は、
　前記第一風路を形成する複数の第一リブ（１１ａ１～１１ａ５）が表面に立設された、複数の第一透湿膜と、
　前記第二風路を形成する複数の第二リブ（１２ａ１～１２ａ５）が表面に立設された、複数の第二透湿膜と、を含み、
　前記第一透湿膜と前記第二透湿膜とが交互に積層された
　上記［１］に記載の調湿エレメント。
［３］前記第一リブ及び前記第二リブは、互いに平行に配置された平行部を有する
　上記［２］に記載の調湿エレメント。
［４］上記［１］～［３］のいずれか一に記載の調湿エレメントと、前記調湿エレメントよりも潜熱交換効率が低い熱交換エレメントとを備えた調湿モジュールであって、
　　前記熱交換エレメントは、前記調湿エレメントに隣接して設けられ、
　　前記第二風路に供給される空気が通過する第三風路と、
　　前記第二風路から供給される空気が通過する第四風路と、
　　前記第三風路と前記第四風路とを区画し、前記第三風路を通過する前記空気と前記第四風路を通過する前記空気との間で、熱交換を行う透湿膜と、を備えた、
　調湿モジュール（２００、２００Ａ）。
［５］施設に設置される調湿モジュールであって、
　前記施設内の空気である内部空気を通過させる第一風路（Ｐ１）と、
　前記施設外の空気である外部空気を通過させる第二風路（Ｐ２）と、
　前記第一風路と前記第二風路とを区画し、前記内部空気と前記外部空気との間で水蒸気を透過させる透湿膜（１００）と、を有する調湿エレメント（１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）を備え、
　前記第一風路の入口（Ｐ１Ｉ）及び出口（Ｐ１Ｏ）は前記施設内に通じ、
　前記第二風路の入口（Ｐ２Ｉ）及び出口（Ｐ２Ｏ）は前記施設外に通じる、
　調湿モジュール（２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｂ－１、２００Ｃ）。
［６］施設に設置される調湿モジュールであって、
　前記第一風路への前記内部空気の供給又は排出を促進するファン（２１２）及び前記第二風路への前記外部空気の供給又は排出を促進するファン（２１３）の少なくともいずれか一方をさらに備える、
　上記［５］に記載の調湿モジュール（２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｂ－１、２００Ｃ）。
［７］前記調湿エレメントに隣接して設けられ、
　前記施設外から供給され、前記第二風路に供給される前記外部空気が通過する第三風路
（Ｐ３）と、
　前記第二風路を通過し、前記施設外に排出される前記外部空気が通過する第四風路（Ｐ４）と、
　前記第三風路と前記第四風路とを区画し、前記第三風路を通過する前記外部空気と前記第四風路を通過する前記外部空気との間で、熱交換を行う透湿膜（１００Ａ）と、
　を有し、前記調湿エレメントよりも潜熱交換効率が低い熱交換エレメント（３０）を備える
　上記［５］又は［６］に記載の調湿モジュール。
［８］前記調湿エレメントを収容するケース（２０１Ａ）と、
　前記ケースの外部に設けられた第一及び第二ダクト（２１５、２１６）と、をさらに備え、
　前記内部空気は、前記ケース内に供給され、前記第一風路及び前記第二ダクトを通過して、前記施設内に排出され、
　前記外部空気は、前記ケース内に供給され、前記第三風路、前記第二風路、前記第一ダクト、及び前記第四風路を通過して、前記施設外に排出される、
　上記［７］に記載の調湿モジュール。
［９］前記調湿エレメントは、前記透湿膜の法線方向から視て矩形状を有し、
　前記第一風路の入口及び出口は、前記調湿エレメントの互いに対向する二辺にそれぞれ設けられ、
　前記第二風路の入口及び出口は、前記調湿エレメントの、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる、
　上記［５］～［８］のいずれか一に記載の調湿モジュール。
［１０］前記熱交換エレメントは、前記透湿膜の法線方向から視て矩形状を有し、
　前記第三風路の入口及び出口は、前記熱交換エレメントの互いに対向する二辺にそれぞれ設けられ、
　前記第四風路の入口及び出口は、前記熱交換エレメントの、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる、
　上記［７］又は［８］に記載の調湿モジュール。
［１１］前記調湿エレメントを収容するケース（２０１Ｃ）と、
　前記ケースの外部に設けられた第三及び第四ダクト（２１７、２１８）と、をさらに備え、
　前記内部空気は、前記ケース内に供給され、前記第一風路及び前記第三ダクトを通過して、前記施設内に排出され、
　前記外部空気は、前記ケース内に供給され、前記第二風路及び前記第四ダクトを通過して、前記施設外に排出される、
　上記［５］又は［６］に記載の調湿モジュール。
［１２］前記調湿エレメントは、前記透湿膜の法線方向から視て矩形状を有し、
　前記第一風路の入口及び出口は、前記調湿エレメントの互いに対向する二辺にそれぞれ設けられ、
　前記第二風路の入口及び出口は、前記調湿エレメントの、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる、
　上記［１１］に記載の調湿モジュール。
［１３］上記［５］～［１２］のいずれか一に記載の調湿モジュールと、
　前記内部空気の温度を所定範囲内に調整する空調装置と、を備える
　調湿システム。
［１４］上記［１３］に記載の調湿モジュールと、
　前記内部空気の湿度を監視する湿度監視部と、
　前記湿度の変動が規定条件を満たす場合に前記調湿モジュールを動作させる制御装置と、をさらに備える、
　調湿システム。
［１５］上記［５］～［１２］のいずれか一に記載の調湿モジュールと、
　前記内部空気の湿度を監視する内部湿度監視部（３０５）と、
　前記外部空気の湿度を監視する外部湿度監視部（３０９）と、
　前記内部空気の湿度が前記外部空気の湿度よりも低い場合、前記調湿モジュールを停止する制御装置（３１０）と、を備える、
　調湿システム（３００）。
［１６］上記［７］に記載の調湿モジュールと、
　前記内部空気の温度を監視する内部温度監視部（３０５）と、
　前記外部空気の温度を監視する外部温度監視部（３０９）と、
　前記内部空気の温度及び前記外部空気の温度のいずれが高いか否かに応じて、前記熱交換エレメントの前記第三風路を通過した前記外部空気、及び、前記熱交換エレメントの前記第三風路を通過しない前記外部空気のいずれを、前記第二風路に供給するかを切り替える風路切替部（制御装置３１０、開閉弁３４０（３４１～３４５））と、を備える、
　調湿システム。

　以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

　なお、本出願は、２０２０年７月１５日出願の日本特許出願（特願２０２０－１２１６０９）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

　本発明によれば、湿度調整にかかるエネルギーコストを削減できる。このため、本発明の調湿エレメント、調湿モジュール及び調湿システムは、植物工場、ビニールハウス、ガラスハウス、温泉施設、温水プール等、屋内の湿度が上昇しやすく、空気の組成を一定に保つため、もしくは室内温度を保つために換気を控えたい建物、クリーンルーム、コンピュータルーム等、屋内環境を一定に保つ必要がある建物といった施設の内部環境制御に適用可能である。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ　調湿エレメント
１１、１２、１１Ａ、１２Ａ、３１、３２　風路ユニット
１１ａ１～１１ａ５、１２ａ１～１２ａ５、１１Ａａ、１２Ａａ、３１ａ、３２ａ　リブ
３０　熱交換エレメント
１００、１００Ａ　透湿膜
１１０　複合材
１２０　支持体
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｂ－１、２００Ｃ、２００Ｄ　調湿モジュール
２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄ　ケース
２０２～２０７、２１４ａ、２１４ｂ、２２９～２３６　隔壁
２０８～２１１　接続口
２１２、２１３　ファン
２１５　第一ダクト
２１６　第二ダクト
２１７　第三ダクト
２１８　第四ダクト
２１９～２２４　立壁
２２５　第五ダクト
２２６　第六ダクト
２２７　第七ダクト
２２８　第八ダクト
Ｐ１　第一風路
Ｐ１Ｉ、Ｐ２Ｉ、Ｐ３Ｉ、Ｐ４Ｉ　入口
Ｐ１Ｏ、Ｐ２Ｏ、Ｐ３Ｏ、Ｐ４Ｏ　出口
Ｐ２　第二風路
Ｐ３　第三風路
Ｐ４　第四風路
ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰＣ１、ＳＰＣ２　スペーサー

Claims

　第一風路と、
　第二風路と、
　前記第一風路と前記第二風路とを区画し、前記第一風路の空気と前記第二風路の空気との間で水蒸気を透過させる透湿膜と、を備え
　前記透湿膜は、平面形状を有し、一面に前記第一風路が設けられ、他面に前記第二風路が設けられ、
　前記平面形状を直線で二分割した、一方の領域の前記一面側に、前記第一風路の入口及び出口が配置され、他方の領域の前記他面側に、前記第二風路の入口及び出口が配置される、
　調湿エレメント。
　前記透湿膜は、
　前記第一風路を形成する複数の第一リブが表面に立設された、複数の第一透湿膜と、
　前記第二風路を形成する複数の第二リブが表面に立設された、複数の第二透湿膜と、を含み、
　前記第一透湿膜と前記第二透湿膜とが交互に積層された、
　請求項１に記載の調湿エレメント。
　前記第一リブ及び前記第二リブは、互いに平行に配置された平行部を有する、
　請求項２に記載の調湿エレメント。
　請求項１～３のいずれか一項に記載の調湿エレメントと、前記調湿エレメントよりも潜熱交換効率が低い熱交換エレメントとを備えた調湿モジュールであって、
　　前記熱交換エレメントは、前記調湿エレメントに隣接して設けられ、
　　前記第二風路に供給される空気が通過する第三風路と、
　　前記第二風路から供給される空気が通過する第四風路と、
　　前記第三風路と前記第四風路とを区画し、前記第三風路を通過する前記空気と前記第四風路を通過する前記空気との間で、熱交換を行う透湿膜と、を備えた、
調湿モジュール。
　施設に設置される調湿モジュールであって、
　前記施設内の空気である内部空気を通過させる第一風路と、
　前記施設外の空気である外部空気を通過させる第二風路と、
　前記第一風路と前記第二風路とを区画し、前記内部空気と前記外部空気との間で水蒸気を透過させる透湿膜と、を有する調湿エレメントを備え、
　前記第一風路の入口及び出口は前記施設内に通じ、
　前記第二風路の入口及び出口は前記施設外に通じる、
　調湿モジュール。
　前記第一風路への前記内部空気の供給又は排出を促進するファン及び前記第二風路への前記外部空気の供給又は排出を促進するファンの少なくともいずれか一方をさらに備える、
　請求項５に記載の調湿モジュール。
　前記調湿エレメントに隣接して設けられ、
　前記施設外から供給され、前記第二風路に供給される前記外部空気が通過する第三風路と、
　前記第二風路を通過し、前記施設外に排出される前記外部空気が通過する第四風路と、
　前記第三風路と前記第四風路とを区画し、前記第三風路を通過する前記外部空気と前記第四風路を通過する前記外部空気との間で、熱交換を行う透湿膜と、
　を有し、前記調湿エレメントよりも潜熱交換効率が低い熱交換エレメントを備える、
　請求項５又は６に記載の調湿モジュール。
　前記調湿エレメントを収容するケースと、
　前記ケースの外部に設けられた第一及び第二ダクトと、をさらに備え、
　前記内部空気は、前記ケース内に供給され、前記第一風路及び前記第二ダクトを通過して、前記施設内に排出され、
　前記外部空気は、前記ケース内に供給され、前記第三風路、前記第二風路、前記第一ダクト、及び前記第四風路を通過して、前記施設外に排出される、
　請求項７に記載の調湿モジュール。
　前記調湿エレメントは、前記透湿膜の法線方向から視て矩形状を有し、
　前記第一風路の入口及び出口は、前記調湿エレメントの互いに対向する二辺にそれぞれ設けられ、
　前記第二風路の入口及び出口は、前記調湿エレメントの、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる、
　請求項５～８のいずれか一項に記載の調湿モジュール。
　前記熱交換エレメントは、前記透湿膜の法線方向から視て矩形状を有し、
　前記第三風路の入口及び出口は、前記熱交換エレメントの互いに対向する二辺にそれぞれ設けられ、
　前記第四風路の入口及び出口は、前記熱交換エレメントの、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる、
　請求項７又は８に記載の調湿モジュール。
　前記調湿エレメントを収容するケースと、
　前記ケースの外部に設けられた第三及び第四ダクトと、をさらに備え、
　前記内部空気は、前記ケース内に供給され、前記第一風路及び前記第三ダクトを通過して、前記施設内に排出され、
　前記外部空気は、前記ケース内に供給され、前記第二風路及び前記第四ダクトを通過して、前記施設外に排出される、
　請求項５又は６に記載の調湿モジュール。
　前記調湿エレメントは、前記透湿膜の法線方向から視て矩形状を有し、
　前記第一風路の入口及び出口は、前記調湿エレメントの互いに対向する二辺にそれぞれ設けられ、
　前記第二風路の入口及び出口は、前記調湿エレメントの、前記二辺とは異なる互いに対向する二辺にそれぞれ設けられる、
　請求項１１に記載の調湿モジュール。
　請求項５～１２のいずれか一項に記載の調湿モジュールと、
　前記施設内における前記内部空気の温度を所定範囲内に調整する空調装置と、を備える、
　調湿システム。
　前記内部空気の湿度を監視する湿度監視部と、
　前記湿度の変動が規定条件を満たす場合に前記調湿モジュールを動作させる制御装置と、をさらに備える、
　請求項１３に記載の調湿システム。
　請求項５～１２のいずれか一項に記載の調湿モジュールと、
　前記内部空気の湿度を監視する内部湿度監視部と、
　前記外部空気の湿度を監視する外部湿度監視部と、
　前記内部空気の湿度が前記外部空気の湿度よりも低い場合、前記調湿モジュールを停止する制御装置と、を備える、
　調湿システム。
　請求項７に記載の調湿モジュールと、
　前記内部空気の温度を監視する内部温度監視部と、
　前記外部空気の温度を監視する外部温度監視部と、
　前記内部空気の温度及び前記外部空気の温度のいずれが高いか否かに応じて、前記熱交換エレメントの前記第三風路を通過した前記外部空気、及び、前記熱交換エレメントの前記第三風路を通過しない前記外部空気のいずれを、前記第二風路に供給するかを切り替える風路切替部と、を備える、
　調湿システム。