WO2023209896A1 - 空調システム、湿式調湿ユニット及び空調方法 - Google Patents

空調システム、湿式調湿ユニット及び空調方法 Download PDF

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WO2023209896A1
WO2023209896A1 PCT/JP2022/019160 JP2022019160W WO2023209896A1 WO 2023209896 A1 WO2023209896 A1 WO 2023209896A1 JP 2022019160 W JP2022019160 W JP 2022019160W WO 2023209896 A1 WO2023209896 A1 WO 2023209896A1
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air
humidity
liquid
heat
humidity control
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PCT/JP2022/019160
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English (en)
French (fr)
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大輔 馬場
理亮 川上
正幸 谷野
政利 原田
Original Assignee
高砂熱学工業株式会社
ダイナエアー株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system, a wet humidity control unit, and an air conditioning method.
  • air conditioning systems have been proposed that include a humidity control device that dehumidifies and humidifies outside air using a liquid humidity control agent (for example, an aqueous lithium chloride solution).
  • a liquid humidity control agent for example, an aqueous lithium chloride solution.
  • This humidity control device includes, for example, a processor and a regenerator into which a liquid humidity control agent is supplied.
  • the processing machine by bringing outside air into contact with the liquid humidity conditioner, water vapor in the outside air is absorbed by the liquid humidity conditioner, thereby cooling and dehumidifying the air.
  • the regenerator the water vapor in the liquid humidity conditioner is released to the outside air by bringing the liquid humidity conditioner into contact with the outside air in a state where the water vapor pressure of the liquid humidity conditioner is higher than the water vapor partial pressure of the outside air. This concentrates the liquid humidity conditioner.
  • Patent Document 1 describes a processing device that takes in air to be processed and brings it into contact with a hygroscopic liquid to dehumidify the air to be processed, a regenerator that regenerates the hygroscopic liquid used in the dehumidification process in the processing device, and a processing device that A humidity control device is disclosed, which is an example of a dehumidification device including a heat pump for supplying a heat medium to at least one of a regenerator and a regenerator.
  • the energy use efficiency is improved by causing the hygroscopic liquid to alternately flow through the gas-liquid contact means and the solution heating and cooling means inside the processing machine and the regenerator. That's what I'm trying to do.
  • the heat exchanger and gas-liquid contact means must be corrosion-resistant. It is necessary to use piping (for example, made of titanium, etc.) having a high temperature, which limits the number of piping materials that can be used when constructing an air conditioning system, resulting in an increase in cost.
  • Patent Document 1 does not disclose or suggest any improvement in this respect, and in other words, the development of an air conditioning system that is inexpensive and has excellent workability has been awaited.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide an inexpensive air conditioning system with excellent workability, which is equipped with a humidity control device that controls the humidity of air to be treated using a liquid humidity control agent. It is an object.
  • an air conditioning system accommodates an adsorbent that generates heat by adsorbing adsorbate, and converts the introduced humid air into dry air with a higher temperature and lower humidity than the humid air.
  • a heat exchanger that generates humidity control air from the dry air through heat exchange between a heat storage tank and a refrigerant supplied from a cold source, and a heat exchanger that generates humidity control air from the dry air through gas-liquid contact with a liquid humidity control agent.
  • a wet humidity control unit that adjusts the temperature and humidity of the air conditioner and generates supply air to be supplied to the air-conditioned space.
  • a heat storage tank that generates dry air from humid air using a chemical reaction and a wet humidity control unit that generates supply air from humidity control air through gas-liquid contact with a liquid humidity control agent are combined.
  • the temperature and humidity of the supply air supplied to the air-conditioned space is controlled by gas-liquid contact with the liquid humidity control agent. More specifically, the temperature and humidity of the supply air supplied to the air-conditioned space can be controlled only by adjusting the temperature and concentration of the liquid humidity conditioning agent that comes into gas-liquid contact with the humidity conditioning air. Therefore, the energy consumption when controlling the temperature and humidity of the supplied air can be better controlled, and the configuration can be made simpler.
  • the wet humidity control unit includes a gas-liquid contactor for bringing the liquid humidity control agent into gas-liquid contact with the humidity control air, and a solution sprayer for supplying the liquid humidity control agent to an upper part of the gas-liquid contactor. and a solution tank that collects the liquid humidity conditioner at a lower portion of the gas-liquid contactor, and a solution distribution pump that delivers the liquid humidity conditioner from the solution tank toward the solution distribution device. .
  • a heat exchanger for adjusting the temperature of the liquid humidity control agent in the wet humidity control unit as in the conventional case, and there is no need to provide a heat pump or the like externally. Therefore, since the configuration of a heat pump that uses a fluorocarbon-based refrigerant is omitted, it is possible to further reduce the environmental load when generating air supply to be supplied to the space to be air-conditioned.
  • the wet humidity control unit may further include water supply means for diluting the liquid humidity control agent. According to the above configuration, it is not necessary to configure the wet humidity control unit by integrating the processing machine and the regenerator as in the conventional case, that is, the wet humidity control unit can be configured without the configuration of the regenerator. Thereby, the size of the wet type humidity control unit can be significantly reduced compared to the conventional one.
  • the wet humidity control unit includes a measuring means that includes at least either a concentration meter that measures the concentration of the liquid humidity control agent or a hygrometer that measures the humidity of the supply air derived from the wet humidity control unit. It may further include. In this case, the amount of water supplied from the water supply means to the liquid humidity conditioner may be controlled based on the measurement result by the measurement means. According to the above configuration, the concentration of the liquid humidity conditioner for controlling the temperature and humidity of the supplied air can be appropriately controlled.
  • the heat storage tank may be connected to a heat source that supplies a heat medium for desorbing adsorbate from the adsorbent used to generate the dry air.
  • the heat medium connected to the heat storage tank may be heat supplied from a renewable energy source or waste heat supplied from a cogeneration system. In this case, it is possible to further reduce energy consumption when generating air supply.
  • the air conditioning system having the above configuration may further include a damper that controls the introduction of the dry air from the heat storage tank to the heat exchanger by opening and closing, and a control means that controls the operation of the damper.
  • the control means may perform control to open the damper after the temperature of the adsorbent reaches an equilibrium state after the adsorbent starts generating heat.
  • the temperature and humidity of the dry air supplied to the heat exchanger can be controlled to be constant. This makes it easier to control the conditions (temperature, etc.) of the refrigerant from the cold heat source for generating humidity-conditioning air.
  • the air conditioning system having the above configuration may further include a return air path that introduces exhaust gas from the air-conditioned space into the heat storage tank as the humid air.
  • the heat exchanger may further include another heat exchanger that generates other dry air by heat exchange between the dry air led out from the heat storage tank and the introduced outside air.
  • the other heat exchanger may supply the other dry air to the heat exchanger instead of the dry air led out from the heat storage tank.
  • the liquid humidity conditioner may be selected from at least one of a lithium chloride aqueous solution and an ionic liquid aqueous solution.
  • a technology is a humidity-type humidity control unit that adjusts the humidity of introduced air to be treated, which includes a gas-liquid contactor for bringing a liquid humidity conditioner into gas-liquid contact with the air to be treated. , a solution sprayer for supplying the liquid humidity conditioner to the upper part of the gas-liquid contactor, a solution tank for recovering the liquid humidity conditioner at the lower part of the gas-liquid contactor, and the solution sprayer from the solution tank. and a solution dispersion pump that delivers the liquid humidity conditioner toward.
  • the liquid humidity control agent may be circulated between the solution sprayer, the gas-liquid contactor, and the solution tank without temperature control using an external heat source. According to the above configuration, compared to the conventional air conditioning system (processor) disclosed in Patent Document 1, the humidity of the air to be treated can be adjusted without performing temperature control of the liquid humidity conditioner.
  • the device may further include a water supply means for diluting the liquid humidity conditioner.
  • a water supply means for diluting the liquid humidity conditioner in the wet humidity control unit, the configuration of a regenerator for concentrating (regenerating) the liquid humidity control agent can be omitted.
  • the air to be treated may be air-conditioning air for supplying to a space to be air-conditioned.
  • the wet type humidity control unit may be configured as a unit that can be incorporated into an air handling unit.
  • the air handling unit contains an adsorbent that generates heat by adsorbing adsorbate, and supplies the introduced humid air from a heat storage tank and a cold heat source, which outputs the introduced humid air as dry air with a higher temperature and lower humidity than the humid air. and a heat exchanger that generates the air conditioning air from the dry air by heat exchange with a refrigerant.
  • a technology related to yet another aspect is a method of air conditioning a space to be air-conditioned using an air conditioning system, in which humid air introduced into the air conditioning system is heated by an adsorbent that generates heat by adsorbing adsorbate.
  • a step of generating dry air with a higher temperature and lower humidity than that of the dry air a step of generating air for humidity control from the dry air by heat exchange with a refrigerant, and a step of changing the temperature of the air for humidity control through gas-liquid contact with a liquid humidity control agent.
  • the method includes a step of adjusting humidity to generate supply air to be supplied to the air-conditioned space.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a system of an air conditioning system according to an embodiment. It is an explanatory view showing another example of composition of an air conditioning system. It is an explanatory view showing an example of composition of a wet type humidity control unit concerning an embodiment. It is a graph showing the relationship between the concentration of a liquid humidity conditioner and the relative humidity of air. It is a graph showing the relationship between relative humidity and temperature for each concentration of a liquid humidity conditioner.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing how the air conditioning system operates in summer.
  • FIG. 2 is an psychrometric chart showing summer operation of the air conditioning system. It is a graph showing a change in adsorbent temperature over time.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing how the air conditioning system operates in winter.
  • FIG. 2 is a psychrometric diagram showing how the air conditioning system operates in winter. It is an explanatory view showing the mode of winter operation of the air conditioning system concerning other embodiments.
  • FIG. 1 schematically shows an outline of a system of an air conditioning system 1 (air handling unit) according to an embodiment.
  • the air conditioning system 1 includes a heat storage tank 10, a first heat exchanger 20, a second heat exchanger 30, a wet humidity control unit 40, and a control means 50.
  • the heat storage tank 10 introduces humid air (for example, outside air OA, return air RA from the air-conditioned space R, or a mixture thereof) from the inlet side (upstream side), and makes the introduced humid air at least more than the humid air. It is also led out from the outlet side (downstream side) as dry air DA with high temperature and low humidity.
  • humid air for example, outside air OA, return air RA from the air-conditioned space R, or a mixture thereof
  • the heat storage tank 10 has a filling part 11 filled with an adsorbent M and partitioned by an air-permeable partition plate, and spaces 12 and 13 are provided on the upstream and downstream sides of the filling part 11.
  • a granulated adsorbent can be used as the adsorbent M filled in the filling part 11.
  • This adsorbent M can be a known adsorbent that generates heat by adsorbing an adsorbate such as silica gel or zeolite, and can be used to create an adsorbent with desired performance such as ventilation resistance and heat/mass transfer.
  • the granules can be used as an adsorbent with a heat storage function.
  • a composite consisting of amorphous aluminum silicate and low-crystalline clay, such as Hasclay (registered trademark) or a low-temperature regenerated adsorbent of a polymer sorbent, or a conventional adsorbent (such as silica gel or zeolite) may be used.
  • amorphous aluminum silicate and low-crystalline clay such as Hasclay (registered trademark) or a low-temperature regenerated adsorbent of a polymer sorbent, or a conventional adsorbent (such as silica gel or zeolite) may be used.
  • a conventional adsorbent such as silica gel or zeolite
  • a humid air introduction duct 51 for introducing the humid air (outside air OA, return air RA, or a mixture thereof) described above is connected to the space 12 on the inlet side of the heat storage tank 10.
  • the humid air introduction duct 51 introduces outside air OA into the heat storage tank 10.
  • the humid air introduction duct 51 may be provided with an air supply means (not shown) for introducing the outside air OA into the heat storage tank 10.
  • a return air duct 52 for introducing return air RA from the air-conditioned space R into the heat storage tank 10 is connected to the humid air introduction duct 51.
  • the return air duct 52 has one end connected to the humid air introduction duct 51, and the other end connected to an exhaust duct 53 for discharging the exhaust EA from the air-conditioned space R. That is, at least a portion of the exhaust air EA from the air-conditioned space R is passed through the return air duct 52 as return air RA, and this return air RA can be introduced into the heat storage tank 10 via the humid air introduction duct 51. It is composed of
  • the moist air introduction duct 51 and the return air duct 52 are provided with corresponding dampers D1 and D2, respectively.
  • the introduction of outside air OA and return air RA into the heat storage tank 10 is controlled by controlling the opening and closing of these dampers D1 and D2.
  • dampers D1 and D2 motor dampers that are easy to control may be used, for example.
  • the opening and closing of these motor dampers can be controlled based on measured values (pressure and temperature and humidity of outside air OA and return air RA) of a pressure sensor and a temperature and humidity sensor (not shown).
  • the return air duct 52 and the exhaust duct 53 are provided with corresponding dampers D3 and D4, respectively.
  • dampers D3 and D4 In the air conditioning system 1, by controlling the opening and closing of these dampers D3 and D4, the discharge of air from the air-conditioned space R (exhaust air EA) or the circulation of air to the heat storage tank 10 (return air RA) is controlled.
  • motor dampers that are easy to control may be used.
  • a heat source (not shown) is connected to the heat storage tank 10.
  • a heat medium from a heat source is supplied to the adsorbent M after it has generated heat due to adsorbate adsorption (that is, after the "heat dissipation operation"), and the heat medium is supplied from the heat source to dry the adsorbent M (that is, after the "heat storage operation”).
  • the heat medium supplied to the heat storage tank 10 may be, for example, exhaust heat from a so-called cogeneration system or heat supplied from a renewable energy source such as solar heat.
  • the heat source (not shown) may be a building such as a factory equipped with a cogeneration system (for example, a condenser) or a renewable energy recovery system.
  • a plurality of heat storage tanks 10 may be arranged in parallel in the air conditioning system 1.
  • the desorption of adsorbate from the adsorbent M filled in the filling section 11 (heat storage operation) and the adsorption of adsorbate to the adsorbent M (heat release operation) are repeated alternately. It is necessary to execute it.
  • a plurality of heat storage tanks 10 are arranged in parallel in the air conditioning system 1, and the supply of humid air to each heat storage tank 10 is configured to be switchable. Thereby, by alternately performing heat storage operation and heat radiation operation in each heat storage tank 10, air conditioning of the air-conditioned space R can be performed continuously without interruption.
  • An exhaust duct 54 and a dry air introduction duct 55 are independently connected to the space 13 on the exit side (downstream side) of the heat storage tank 10.
  • the exhaust duct 54 introduces the high-temperature, low-humidity exhaust EA from the heat storage tank 10 into the first heat exchanger 20, and discharges the exhaust EA subjected to heat exchange in the first heat exchanger 20 to the outside of the system.
  • the dry air introduction duct 55 introduces the high temperature, low humidity dry air DA from the heat storage tank 10 into the second heat exchanger 30 via the air supply means 55a.
  • the exhaust EA from the heat storage tank 10 flows through the exhaust duct 54, and the low-temperature, low-humidity outside air flows through the outside air duct 56.
  • the outside air duct 56 is connected to the upstream side of the air supply means 55a in the dry air introduction duct 55, and introduces the low temperature and low humidity outside air OA into the first heat exchanger 20, and also performs heat exchange in the first heat exchanger 20.
  • the provided outside air OA is introduced into the dry air introduction duct 55 as dry air DA having a higher temperature and lower humidity than at least the outside air OA.
  • the dry air introduction duct 55 is provided with an air supply means 55a on the downstream side of the connection portion with the outside air duct 56. That is, the air supply means 55a introduces dry air DA from the heat storage tank 10 or the first heat exchanger 20 connected to the inlet side (upstream side), and directs the introduced dry air DA toward the second heat exchanger 30. to blow air.
  • the exhaust duct 54, the dry air introduction duct 55, and the outside air duct 56 are provided with corresponding dampers D5, D6, and D7, respectively.
  • dampers D5, D6, and D7 are provided with corresponding dampers D5, D6, and D7, respectively.
  • either the dry air DA from the heat storage tank 10 or the dry air DA from the first heat exchanger 20 is transferred to the second heat exchanger 30. be introduced or controlled.
  • high-temperature, low-humidity air derived from the heat storage tank 10 is introduced into the second heat exchanger 30 as dry air DA, or introduced into the first heat exchanger 20 as exhaust air EA, and the It is controlled whether the outside air OA that has been heat exchanged with the exhaust gas EA in the first heat exchanger 20 is introduced into the second heat exchanger 30 as dry air DA.
  • dampers D5, D6, and D7 for example, motor dampers that are easy to control may be used.
  • the second heat exchanger 30 is supplied with a refrigerant from a predetermined cold heat source 31 and is used to exchange heat with the dry air DA introduced from the inlet side (upstream side) via the dry air introduction duct 55. It is a heat exchanger.
  • the second heat exchanger 30 is suitable for cooling and humidifying the introduced high-temperature, low-humidity dry air DA by exchanging heat with the refrigerant from the cold heat source 31, and introducing the dry air DA into the wet humidity control unit 40. It is led out from the outlet side (downstream side) as humidity control air HA that has been modified to meet the conditions (temperature and humidity).
  • Humidity control air HA led out from the second heat exchanger 30 is introduced into the wet humidity control unit 40 via the reformed air introduction duct 57.
  • the temperature of the humidity control air HA supplied from the second heat exchanger 30 to the wet humidity control unit 40 is, for example, about 40°C to 60°C, and the humidity of the humidity control air HA is, for example, about 1 to 10%. It can be.
  • the temperature and type of the refrigerant supplied to the second heat exchanger 30 are not particularly limited, and the dry air DA may be reformed to suitable conditions (temperature and humidity) for introducing into the wet humidity control unit 40.
  • the cold heat source 31 that supplies the refrigerant to the second heat exchanger 30 may be a cooling water generating means such as a cooling tower, or a well water supply means configured to pump up and supply underground water or the like.
  • the wet type humidity control unit 40 introduces humidity control air HA from the inlet side (upstream side), and uses the introduced humidity control air HA as supply air SA having a desired temperature and humidity to the supply air connected to the outlet side.
  • the air is supplied to the air conditioned space R via the air duct 58.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an outline of the configuration of the wet humidity control unit 40.
  • the wet humidity control unit 40 includes a gas-liquid contactor 41, a solution sprayer 42, a solution tank 43, a solution spray pump 44, and a temperature and humidity meter (not shown).
  • the solution tank 43, the gas-liquid contactor 41, and the solution sprayer 42 are stacked and arranged in this order from the bottom.
  • the gas-liquid contactor 41, the solution sprayer 42, and the solution tank 43 are formed with an air supply port (inlet of humidity control air HA) 45 and an exhaust port (outlet of air supply SA) 46. It is placed inside a casing.
  • the formation positions of the air supply port 45 and the exhaust port 46 are not particularly limited. It is not something that will be done.
  • the gas-liquid contactor 41 includes, for example, a gas-liquid contact material made of a series of corrugated plates made of a material with excellent hydrophilicity and absorbency, such as cellulose.
  • the liquid humidity conditioner L as a solution is supplied from the solution sprayer 42 and flows in the form of a liquid film on the surface of the gas-liquid contact material, and is introduced into the casing through the air supply port 45. By bringing it into contact with the humidity control air HA, the humidity of the humidity control air HA is controlled.
  • the gas-liquid contact material of the gas-liquid contactor 41 included in the wet humidity control unit 40 may include cellulose-based materials, synthetic fibers, glass fibers, ceramic fibers, etc., as long as they have excellent hydrophilicity and absorbency. It can be made by bonding sheets or nonwoven fabrics, or it can be made by integrating cellulose, glass fiber, ceramic fiber, etc. with a binder.
  • the liquid humidity conditioner L circulated in the gas-liquid contactor 41 has a relative humidity (vapor A humidifying agent that changes the liquid equilibrium vapor pressure (liquid equilibrium vapor pressure), for example, a liquid humidifying agent containing at least one of an aqueous lithium chloride solution and an aqueous ionic liquid solution can be used. That is, the gas-liquid contactor 41 utilizes the property that the vapor-liquid equilibrium vapor pressure of the humidity conditioning air HA changes depending on the temperature and concentration of the liquid humidity conditioning agent L (the proportion of the humidity conditioning agent in the liquid humidity conditioning agent L). Then, the humidity-adjusting air HA is adjusted to supply air SA at an arbitrary temperature and humidity.
  • vapor A humidifying agent that changes the liquid equilibrium vapor pressure (liquid equilibrium vapor pressure) for example, a liquid humidifying agent containing at least one of an aqueous lithium chloride solution and an aqueous ionic liquid solution can be used. That is, the gas-liquid contactor 41 utilizes the property that the vapor-liquid equilibrium vapor pressure of the humidity
  • the humidity conditioning air HA and the liquid humidity conditioning agent L are brought into direct contact (gas-liquid contact), so that the humidity conditioning air HA and the liquid humidity conditioning agent L are brought into contact with each other.
  • the moisture in the liquid humidifier L is released into the humidity conditioning air HA, thereby adjusting (humidifying) the humidity of the humidity conditioning air HA. How much moisture the liquid humidity conditioner L releases can be controlled by the temperature and concentration of the liquid humidity conditioner L, as described above.
  • the humidity control air HA comes into contact with the liquid humidity control agent L whose temperature is lower than that of the humidity control air HA, and the liquid humidity control agent L releases moisture.
  • the temperature of the humidity control air HA is adjusted (cooled) using latent heat (heat of vaporization of water vapor, etc.). That is, in the gas-liquid contactor 41, the temperature of the humidity control air HA is adjusted (cooled) by heat exchange of both sensible heat and latent heat.
  • the temperature and humidity adjustment of the humidity conditioning air HA in the gas-liquid contactor 41 utilizes evaporative cooling (latent heat of evaporation) of the moisture in the liquid humidity conditioning agent L. At this time, strictly speaking, heat of dilution of the liquid humidity conditioner L is generated, but this heat of dilution is small compared to the latent heat of vaporization of water described above. Therefore, in this embodiment, the temperature and humidity adjustment of the humidity control air HA in the gas-liquid contactor 41 can be considered to be a so-called isenthalpic change.
  • the solution sprayer 42 is provided on the upper part of the gas-liquid contactor 41, and is a supply means for supplying the liquid humidity conditioner L so as to flow down from the upper part of the gas-liquid contactor 41 onto the surface of the gas-liquid contact material in the form of a liquid film. be.
  • the solution tank 43 is provided at the lower part of the gas-liquid contactor 41, and collects and temporarily stores the liquid humidity conditioning agent L that has been used to adjust the temperature and humidity of the humidity conditioning air HA in the gas-liquid contactor 41.
  • the solution spraying pump 44 introduces the liquid humidity conditioner L stored in the solution tank 43 from the inlet side, and sends it out toward the solution sprayer 42 connected to the outlet side. That is, in the wet humidity control unit 40, the liquid humidity control agent L is circulated through the solution sprayer 42, the gas-liquid contactor 41, and the solution tank 43 in this order by the action of the solution spray pump 44.
  • the solution distribution pump 44 is provided outside the casing of the wet humidity control unit 40, but the solution distribution pump 44 may be provided inside the casing.
  • a water supply means 47 is connected to the wet humidity control unit 40 as shown in FIGS. 1 and 3.
  • the gas-liquid contactor 41 causes the humidity conditioning air HA to release the moisture in the liquid humidity conditioning agent L, thereby adjusting (humidifying) the humidity of the humidity conditioning air HA.
  • the liquid humidity conditioning agent L may release moisture into the humidity conditioning air HA, thereby changing its concentration (concentration) and changing its humidity conditioning function. Therefore, in the wet humidity control unit 40 according to the embodiment, water is supplied from the water supply means 47 to the liquid humidity control agent L when the humidity control air HA is controlled by the wet humidity control unit 40, and the liquid humidity control unit 40 supplies water to the liquid humidity control agent L. Dilute Agent L.
  • water is supplied from the water supply means 47 so as to offset the concentration (increase in concentration) of the liquid humidity conditioner L due to water release, thereby keeping the concentration of the liquid humidity conditioner L constant or as desired. Adjust with the value. It is desirable that the concentration of the liquid humidity conditioner L is appropriately measured using a concentration meter (not shown).
  • a temperature/humidity measuring meter (not shown) as a measuring means is provided on the outlet side (downstream side) of the wet humidity control unit 40, that is, on the air supply duct 58.
  • the temperature and humidity measuring meter measures the temperature and humidity of the air supply SA derived from the wet humidity control unit 40.
  • the temperature and humidity of the air supply SA measured by the temperature and humidity meter may be used to control the operation of the water supply means 47 described above.
  • the control means 50 controls the operation of supplying air SA to the air-conditioned space R by the air conditioning system 1, and more specifically controls various elements constituting the air conditioning system 1 (thermal storage tank 10, first heat exchanger 20, second The heat exchanger 30, wet humidity control unit 40, and various dampers) are controlled.
  • the control means 50 may be configured integrally with the air conditioning system 1, or may be configured to be able to control the air conditioning system 1 remotely.
  • the air conditioning system 1 is configured as described above. Next, a control example of the air conditioning system 1 described above will be explained. Note that the various numerical values used in the following explanation are just examples.
  • FIG. 6 and 7 are a schematic diagram and an psychrometric diagram showing an example of the operation of the air conditioning system 1 during summer operation.
  • the dampers in the open state are shown in white
  • the dampers in the closed state are shown in black.
  • the ducts in which air is flowing are shown by thick lines
  • the ducts in which air is not flowing are shown by thin lines.
  • the damper D1 When operating the air conditioning system 1 in the summer, first, the damper D1 is opened and the damper D2 is closed. /kgDA)) is introduced into the heat storage tank 10 (step St1 in FIG. 7).
  • the damper D6 is opened and the dampers D5 and D7 are closed.
  • the outside air OA thus introduced into the heat storage tank 10 is sent from the space 12 of the heat storage tank 10 to the filling part 11, and passes through the adsorbent M filled in the filling part 11.
  • the moisture in the outside air OA is adsorbed by the adsorbent M, which generates heat, and the dry air DA (104°C, 0.4%RH (2.9g/ kgDA)) is generated, and this dry air DA is sent from the space 13 to the downstream side (air supply means 55a) via the dry air introduction duct 55 (step St2 in FIG. 7).
  • the heat storage tank 10 that has been used for drying the outside air OA heat dissipation operation
  • heat storage operation desorption of moisture from the adsorbent M
  • the adsorbent M is regenerated and heat dissipation operation becomes possible again.
  • the temperature of the dry air DA sent from the heat storage tank 10 to the second heat exchanger 30 on the downstream side is determined from the viewpoint of ease of control of the second heat exchanger 30, and more specifically, from the viewpoint of ease of control of the second heat exchanger 30. From the viewpoint of controlling the temperature of the supplied refrigerant to be constant, it is desirable that the temperature be controlled to be constant.
  • the timing of supplying dry air DA from the heat storage tank 10 to the second heat exchanger 30, in other words, the timing of opening the damper D6, is determined when the temperature of the adsorbent M in the heat storage tank 10 is stabilized (an equilibrium state has been reached). ) is preferably controlled after. Specifically, as shown in FIG. 8, the temperature of the adsorbent M during heat dissipation operation rises rapidly (time t1 in FIG. 8) after the reaction starts (after the start of moisture adsorption from outside air OA), and then stabilizes (see FIG. 8 (time t2), and then gradually descends (time t3 in FIG. 8).
  • the temperature (maximum temperature) and time length (reaction time) of the adsorbent M when the temperature is stabilized (time t2) changes depending on the filling amount and type of the adsorbent M. Therefore, in the heat storage tank 10 according to the embodiment, the supply of dry air DA to the second heat exchanger 30 is started (the damper It is desirable to end the supply of dry air DA (to close damper D6) before reaching time t3 when the temperature drops.
  • the dry air DA drawn out from the heat storage tank 10 is then sent to the second heat exchanger 30 via the air sending means 55a.
  • the dry air DA from the heat storage tank 10 is introduced into the wet humidity control unit 40 by heat exchange with the refrigerant from the cold heat source 31. 5.7%RH (2.9g/kgDA)) (Step St3 in FIG. 7).
  • the humidity control air HA is then introduced into the wet humidity control unit 40 via the reformed air introduction duct 57.
  • the humidity control air HA introduced into the wet humidity control unit 40 is sent from the air supply port 45 to the gas-liquid contactor 41, where the liquid humidity control agent L flows in the form of a liquid film on the surface of the gas-liquid contact material.
  • Direct contact vapor-liquid contact
  • the moisture in the liquid humidity control agent L is released into the humidity control air HA, and this causes the humidity control air to HA becomes supply air SA (24.7° C., 45.0% RH (9.7 g/kgDA)) that is lower in temperature and higher in humidity than the humidity control air HA (step St4 in FIG. 7).
  • the change from the humidity conditioning air HA to the supply air SA utilizes the evaporative cooling of the moisture in the liquid humidity conditioning agent L as described above, that is, it can be regarded as a so-called isenthalpic change.
  • the temperature and humidity of the humidity control air HA introduced into the wet humidity control unit 40 are the same as the temperature and humidity of the supply air SA supplied to the air-conditioned space R (24.7°C, 45.0% RH in the embodiment). (9.7g/kgDA)). Therefore, it can be said that the cooling and humidification of the dry air DA (generation of humidity control air HA) in the second heat exchanger 30 is performed in order to generate the supply air SA having the desired temperature and humidity.
  • the cooling capacity of the exchanger 30 (the temperature of the refrigerant from the cold source 31) is determined by the temperature and humidity of the supply air SA supplied to the air-conditioned space R.
  • the temperature and concentration of the liquid humidity control agent L that is brought into gas-liquid contact with the humidity control air HA in the wet humidity control unit 40 are determined by referring to the relationships shown in FIGS. 4 and 5, for example.
  • the supply air HA is controlled to a value that allows the supply air SA to have a desired temperature and humidity (24.7° C., 45.0% RH (9.7 g/kgDA) in this embodiment).
  • the water supply means 47 supply water from The amount of water supplied to the liquid humidity control agent L is controlled based on, for example, the relative humidity of the air supply SA derived from the wet humidity control unit 40 and the concentration of the liquid humidity control agent L circulating within the wet humidity control unit 40. can be done.
  • the air supply SA generated by the wet humidity control unit 40 is then supplied to the air-conditioned space R via the air supply duct 58.
  • the air supply SA supplied to the air-conditioned space R is discharged to the outside of the system as exhaust EA via the exhaust duct 53.
  • Summer operation of the air conditioning system 1 is controlled as described above.
  • the exhaust gas EA discharged from the air-conditioned space R may be introduced into the heat storage tank 10 as return air RA via the return air duct 52, as shown in FIG.
  • a mixed air of outside air OA and return air RA may be introduced as humid air into the heat storage tank 10 via the humid air introduction duct 51 to air-condition the air-conditioned space R.
  • the volume of the mixed air introduced into the heat storage tank 10 is controlled to be equal to the volume when only the outside air OA is introduced into the heat storage tank 10 without introducing the return air RA.
  • the mixing ratio of the outside air OA and the return air RA that make up the mixed air (the air volume of each of the outside air OA and the return air RA) may be adjusted as appropriate by the opening degrees of the dampers D1 and D2.
  • FIGS. 10 and 11 are a schematic diagram and an psychrometric diagram showing an example of the operation of the air conditioning system 1 during winter operation. Note that in the following description, detailed descriptions of operations that are substantially the same as those in summer operation will be omitted.
  • the damper D5 is opened and the damper D6 is closed.
  • the return air RA thus introduced into the heat storage tank 10 is sent from the space 12 of the heat storage tank 10 to the filling part 11 and passes through the adsorbent M filled in the filling part 11.
  • the moisture in the return air RA is adsorbed by the adsorbent M, which generates heat, and the exhaust gas EA (69.3°C, 0.2%RH (0 .4 g/kgDA)) is generated, and this exhaust EA is introduced from the space 13 to the first heat exchanger 20 via the exhaust duct 54 (step St3 in FIG. 11).
  • the heat storage tank 10 subjected to drying of the return air RA (heat dissipation operation) is then subjected to heat storage operation (desorption of moisture from the adsorbent M) by being supplied with a heat medium from a heat source (not shown). This regenerates the adsorbent M, making it possible to perform heat dissipation operation again.
  • the first heat exchanger 20 heat exchange is performed between the outside air OA introduced through the outside air duct 56 and the exhaust gas EA introduced through the exhaust duct 54. Then, in the first heat exchanger 20, by heat exchange between the outside air OA and the exhaust air EA, dry air DA (55.2° C., 1.4% RH (1.4 g/kg DA)) which is at least higher temperature and lower humidity than the outside air OA is generated. is generated (step St4 in FIG. 11).
  • the dry air DA is then introduced into the air supply means 55a through the dry air introduction duct 55, and further introduced into the wet humidity control unit 40 from the air supply means 55a through the reformed air introduction duct 57.
  • the dry air DA from the first heat exchanger 20 is used as humidity control air HA without undergoing heat exchange with the refrigerant in the second heat exchanger 30. It is introduced into the humidity control unit 40.
  • the humidity control air HA introduced into the wet humidity control unit 40 is sent from the air supply port 45 to the gas-liquid contactor 41, where the liquid humidity control agent L flows in the form of a liquid film on the surface of the gas-liquid contact material.
  • Direct contact vapor-liquid contact
  • the moisture in the liquid humidity control agent L is released into the humidity control air HA, and this causes the humidity control air to HA becomes supply air SA (27.0° C., 55% RH (12.3 g/kgDA)) that is lower in temperature and higher in humidity than the humidity control air HA (step St5 in FIG. 11).
  • the change from the humidity conditioning air HA to the supply air SA utilizes the evaporative cooling of the moisture in the liquid humidity conditioning agent L as described above, that is, it can be regarded as a so-called isenthalpic change.
  • the temperature and concentration of the liquid humidity control agent L that is brought into gas-liquid contact with the humidity control air HA in the wet humidity control unit 40 are determined by referring to the relationships shown in FIGS. 4 and 5, for example.
  • the supply air HA is controlled to a value that can adjust the supply air SA to a desired temperature and humidity (in this embodiment, 27.0° C., 55% RH (12.3 g/kgDA)).
  • the water supply means 47 supply water from The amount of water supplied to the liquid humidity control agent L is controlled based on, for example, the relative humidity of the air supply SA derived from the wet humidity control unit 40 and the concentration of the liquid humidity control agent L circulating within the wet humidity control unit 40. can be done.
  • the air supply SA generated by the wet humidity control unit 40 is then supplied to the air-conditioned space R via the air supply duct 58.
  • the supply air SA supplied to the air-conditioned space R is introduced into the heat storage tank 10 as return air RA via the exhaust duct 53 and the return air duct 52, and then further combined with outside air OA in the first heat exchanger 20. After being subjected to heat exchange, it is discharged outside the system as exhaust EA.
  • the winter operation of the air conditioning system 1 is controlled as described above.
  • the humid air introduced into the heat storage tank 10 may be mixed with outside air OA as shown in FIG. 12, as in the above-described summer operation.
  • the mixed air of return air RA and outside air OA may be introduced as humid air into the heat storage tank 10 via the humid air introduction duct 51 to air-condition the air-conditioned space R.
  • it is desirable that the volume of the mixed air introduced into the heat storage tank 10 is controlled to be equal to the volume when only the return air RA is introduced into the heat storage tank 10 without introducing outside air OA.
  • the mixing ratio of the return air RA and the outside air OA that make up the mixed air may be adjusted as appropriate by the opening degrees of the dampers D1 and D2.
  • the air conditioning target space R was air-conditioned using the dry air DA generated from the outside air duct 56 via the first heat exchanger 20.
  • the introduction route of outside air OA for winter operation is not limited to this.
  • the air conditioning target space R is air-conditioned using the dry air DA generated in the heat storage tank 10 instead of the first heat exchanger 20. It's okay.
  • the air conditioning target space R is air-conditioned using only the dry air DA generated in the heat storage tank 10 during winter operation, in other words, when the first heat exchanger 20 is not used during winter operation,
  • the first heat exchanger 20, exhaust duct 54, and outside air duct 56 may be omitted from the configuration of the air conditioning system 1 as appropriate.
  • the regenerator and the heat pump are omitted compared to the conventional processing machine (air conditioning system) shown in Patent Document 1, and instead, the heat storage tank 10 and the heat pump are omitted.
  • a second heat exchanger 30 is arranged.
  • a solution-heat medium heat exchanger (equivalent to the three-fluid heat exchanger of Patent Document 1) can be omitted.
  • fluorocarbon-based refrigerants have been mainly used in heat pumps for exchanging heat between the hygroscopic liquid (liquid humidity control agent L) circulating inside the processing machine and an external heat source. Therefore, it was difficult to reduce the environmental impact (carbon dioxide emissions).
  • a heat pump that uses a fluorocarbon-based refrigerant
  • a heat storage tank 10 that uses chemical heat storage and a refrigerant that uses cooling water or well water perform heat exchange. 2
  • the temperature and humidity of the humid air is controlled by the heat exchanger 30, and the humid air is brought into gas-liquid contact with the liquid humidity conditioner L. That is, CFC-free air conditioning is realized without using CFC-based refrigerants as in the past, and the environment within the air-conditioned space R can be improved, and carbon dioxide emissions can be significantly reduced.
  • the heat storage tank 10 and the second heat exchanger 30 connected to the wet humidity control unit 40 use waste heat from a cogeneration system (the heat storage tank 10), well water (the second heat exchanger It is possible to adjust the temperature and humidity of humid air and liquid humidity conditioner L using 30). Therefore, there is no need to separately connect a cold/hot heat source to adjust the temperature and humidity of the humid air or the liquid humidity conditioner L, and from this point of view as well, the environmental load can be appropriately reduced.
  • liquid desiccant type wet humidity control unit 40 included in the air conditioning system 1, only by controlling the temperature and concentration of the liquid humidity control agent L circulating inside the wet humidity control unit 40. More specifically, in this embodiment, high humidification power and high temperature controllability can be obtained only by controlling the water supply from the water supply means 47, and the temperature and humidity of the supply air SA supplied to the air-conditioned space R can be adjusted appropriately. It can be adjusted to Therefore, the configuration of the wet humidity control unit 40 for controlling the temperature and humidity of the air supply SA, and by extension the entire air conditioning system 1, can be simplified compared to the conventional one.
  • the temperature and humidity of the air supply SA can be adjusted only by controlling the water supply from the water supply means 47. It is possible to significantly reduce power consumption compared to conventional methods, and to further reduce environmental impact appropriately.
  • the corrosive liquid humidity conditioner L (for example, lithium chloride aqueous solution) is circulated through the heat exchanger for providing heat exchange with an external heat source.
  • the corrosive liquid humidity conditioner L for example, lithium chloride aqueous solution
  • the heat exchanger for providing heat exchange with an external heat source.
  • a corrosion-resistant material such as titanium
  • the regenerator, heat pump, and solution-heat medium heat exchanger are omitted compared to the conventional processing machine (air conditioning system). This is because, in addition to being able to adjust the temperature and humidity of the humid air and the liquid humidity control agent L using the heat storage tank 10 and the second heat exchanger 30 as described above, the liquid humidity control agent L can be adjusted by supplying water from the water supply means 47.
  • the wet humidity control unit 40 processing machine
  • the wet humidity control unit 40 that does not include the regenerator, heat pump, and solution-thermal heat exchanger according to the embodiment can be compared with the conventional air conditioning unit (processor) shown in Patent Document 1.
  • the unit size can be reduced, and as shown in FIG. 1, it can be easily incorporated into an air conditioning system 1 (air handling unit) that supplies air SA to an air-conditioned space R.
  • the lithium chloride aqueous solution and the ionic liquid aqueous solution used as the liquid humidifier L in the wet humidity control unit 40 are known to have high sterilization properties. As a result of intensive studies by the present inventors, it was confirmed that the influenza A virus as a viral component was inactivated in a short period of time in the liquid humidifying agent L according to the embodiment.
  • the air supply SA supplied to the air-conditioned space R is directly connected to the liquid humidity control agent L in the gas-liquid contactor 41 of the wet humidity control unit 40.
  • the humidity control air HA introduced into the wet humidity control unit 40 will be sterilized, that is, virus components contained in the humidity control air HA will be inactivated.
  • the air is supplied to the air conditioning target space R as supply air SA. It is hoped that supplies will be available. Therefore, according to the technology of the present disclosure, it is possible to provide an air conditioning system that has the effect of eliminating viruses and the like, and to provide the air-conditioned space R with an appropriate humidity-controlled environment and a virus-resistant environment.
  • the humidification treatment of the humidity conditioning air HA in the wet type humidity conditioning unit 40 is preferably performed at a relative humidity of approximately 30 to 70%.
  • the relative humidity is less than 30%, in other words, when the concentration of the liquid humidity conditioner L is high, there is a possibility that the humidity conditioner component will precipitate from the liquid humidity conditioner L.
  • the relative humidity exceeds 70%, in other words, when the concentration of the liquid humidity conditioner L is low, there is a possibility that the above-mentioned sterilization ability of the humidity conditioning air HA by the liquid humidity conditioner L cannot be maintained.
  • the wet type humidity control unit 40 generates supply air SA with a relative humidity of approximately 30 to 70%, thereby providing a more suitable humidity control environment for the air-conditioned space R and virus-proofing. Can provide an environment.
  • the present invention is useful for air conditioning systems that are installed in facilities that require high temperature and humidity control and particularly require a virus-resistant environment.
  • Examples of the target facilities include hospitals, special nursing homes, food factories, paint factories, sake breweries, etc., but the facilities to which the air conditioning system 1 according to the technology of the present disclosure is installed are not limited to these.
  • Air conditioning system 10 Heat storage tank 11 Filling section 12, 13 Space 20 First heat exchanger 30 Second heat exchanger 31 Cold source 40 Wet humidity control unit 41 Gas-liquid contactor 42 Solution sprayer 43 Solution tank 44 Solution spray pump 47 Water supply means 50 Control means M Adsorbent L Liquid humidity control agent R Air-conditioned space

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Abstract

吸着質を吸着することで発熱する吸着材を収容し、導入した湿潤空気を、当該湿潤空気よりも高温低湿の乾燥空気として導出する蓄熱槽と、冷熱源から供給される冷媒との熱交換により、前記乾燥空気から調湿用空気を生成する熱交換器と、液体調湿剤との気液接触により前記調湿用空気の温湿度を調節して、空調対象空間に供給する給気を生成する湿式調湿ユニットと、を備える空調システム。

Description

空調システム、湿式調湿ユニット及び空調方法
　本発明は、空調システム、湿式調湿ユニット及び空調方法に関するものである。
　従来、液体調湿剤（例えば塩化リチウム水溶液等）を使用して外気の除湿及び加湿を行う調湿装置を備えた空調システムが提案されている。この調湿装置は、例えば内部に液体調湿剤が供給される処理機及び再生機を備える。処理機では、液体調湿剤に外気を接触させることで、外気中の水蒸気が液体調湿剤に吸収され、空気が冷却及び除湿される。一方、再生機では、液体調湿剤の水蒸気圧が外気の水蒸気分圧よりも高い状態で液体調湿剤と外気を接触させることで、液体調湿剤中の水蒸気を外気へと放出し、これにより液体調湿剤の濃縮を行う。
　特許文献１には、処理対象空気を取り込んで吸湿性液体と接触させて処理対象空気の除湿を行う処理機と、処理機で除湿処理に用いた吸湿性液体の再生を行う再生機と、処理機及び再生機の少なくともいずれかに熱媒を供給するためのヒートポンプと、を備える除湿装置を一例とした調湿装置が開示されている。特許文献１に記載の除湿装置によれば、処理機及び再生機の内部において、吸湿性液体を気液接触手段と溶液加熱冷却手段とに交互に通流させることで、エネルギー利用効率を向上させることを図っている。
日本国　特許第６０４６２９４号公報
　ところで、この種の調湿装置を備えた空調システムにおいては、上記した処理機や再生機に液体調湿剤として例えば塩化リチウム水溶液を供給する場合、熱交換器や気液接触手段に耐腐食性を有する配管（例えばチタン等）を用いる必要があり、空調システムの施工にあたり使用できる管材が限られるため、コストを要するという課題があった。一方、塩化リチウム水溶液に代えて、耐腐食性の小さなイオン液体水溶液を液体調湿剤として使用する場合、このイオン液体水溶液は塩化リチウム水溶液と比較して高価であるという課題があった。
　また、上記した処理機や再生機が複雑な構造を有することから、空調システムの施工性に係る観点にも改善の余地があった。
　そして、上記した特許文献１には、かかる点の改善についての開示や示唆がされておらず、すなわち、安価で施工性に優れた空調システムの開発が待たれていた。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、液体調湿剤を用いて処理対象空気の調湿を行う調湿装置を備えた、施工性に優れ、安価な空調システムを提供することを目的としている。
　前記問題の解決を図るため、本開示の技術に係る空調システムは、吸着質を吸着することで発熱する吸着材を収容し、導入した湿潤空気を、当該湿潤空気よりも高温低湿の乾燥空気として導出する蓄熱槽と、冷熱源から供給される冷媒との熱交換により、前記乾燥空気から調湿用空気を生成する熱交換器と、液体調湿剤との気液接触により前記調湿用空気の温湿度を調節して、空調対象空間に供給する給気を生成する湿式調湿ユニットと、を備える。
　上記構成によれば、化学反応を利用して湿潤空気から乾燥空気を生成する蓄熱槽と、液体調湿剤との気液接触により調湿用空気から給気を生成する湿式調湿ユニットを組み合わせる。これにより、例えば従来の蒸気加湿式や電気加湿式のシステムと比較して、乾燥空気や給気の生成に際して、電力等のエネルギーを使用する必要がない。したがって、空調対象空間に供給する給気生成に際してのエネルギー消費量や二酸化炭素排出量を大幅に低減できる。
　また上記構成によれば、空調対象空間に供給する給気の温湿度を液体調湿剤との気液接触により制御する。より具体的には、空調対象空間に供給する給気の温湿度は、調湿用空気と気液接触する液体調湿剤の温度と濃度の調節のみによって制御できる。このため、給気の温湿度の制御に際してのエネルギー消費をより好適に制御できると共に、その構成をより簡素にできる。
　前記湿式調湿ユニットは、前記液体調湿剤と前記調湿用空気を気液接触させるための気液接触器と、前記液体調湿剤を前記気液接触器の上部に供給する溶液散布器と、前記気液接触器の下部で前記液体調湿剤を回収する溶液タンクと、前記溶液タンクから前記溶液散布器に向けて前記液体調湿剤を送出する溶液散布ポンプと、により構成され得る。
　上記構成によれば、従来のように湿式調湿ユニット内に液体調湿剤の温度を調節するための熱交換器を設ける必要がなく、また、外部にヒートポンプ等を設ける必要もない。このため、特にフロン系冷媒を使用したヒートポンプの構成が省略されるため、空調対象空間に供給する給気生成に際しての環境負荷を更に低減できる。
　また、従来、耐腐食性を有する塩化リチウム水溶液を液体調湿剤として使用する場合、この液体調湿剤が通流する管材には高価な耐腐食性を有する素材（例えばチタンなど）を用いる必要があった。一方、塩化リチウム水溶液に代えて、耐腐食性の小さなイオン液体水溶液を液体調湿剤として使用する場合でも、イオン液体水溶液が塩化リチウム水溶液と比較して高価であるという課題があった。
　この点、上記構成によれば、液体調湿剤の温度を調節するための熱交換器やヒートポンプを配置する必要がないため、液体調湿剤を通流させる管材長を短くできる。この結果、液体調湿剤として塩化リチウム水溶液を使用する場合であっても、高価な耐腐食性を有する素材の使用量を削減し、空調システムの施工に係るコストを削減できる。
　前記湿式調湿ユニットは、前記液体調湿剤を希釈するための給水手段を更に備えていてもよい。
　上記構成によれば、従来のように湿式調湿ユニットを処理機と再生機を一体で構成する必要がなく、すなわち、再生機の構成を省略して湿式調湿ユニットを構成できる。これにより、当該湿式調湿ユニットの大きさを従来と比較して大幅に小さくできる。
　前記湿式調湿ユニットは、前記液体調湿剤の濃度を測定する濃度測定計、又は前記湿式調湿ユニットから導出される前記給気の湿度を測定する湿度測定計の少なくともいずれかを含む測定手段を更に備えていてもよい。この場合、測定手段による測定の結果に基づいて、前記給水手段から前記液体調湿剤に対する給水量を制御してもよい。
　上記構成によれば、給気の温湿度を制御するための液体調湿剤の濃度を適切に制御できる。
　なお、前記蓄熱槽には、前記乾燥空気の生成に供された前記吸着材から吸着質を脱着させるための熱媒を供給する熱源を接続してもよい。この時、前記蓄熱槽に接続される熱媒は、再生可能エネルギー源から供給される熱、又はコジェネレーションシステムから供給される排熱であり得る。
　この場合、給気の生成に際してのエネルギー消費量を更に低減できる。
　上記構成を有する空調システムは、開閉により前記蓄熱槽から前記熱交換器への前記乾燥空気の導入を制御するダンパと、前記ダンパの動作を制御する制御手段と、を更に備えていてもよい。この時、前記制御手段は、前記吸着材の発熱開始後、当該吸着材の温度が平衡状態に達した後に前記ダンパを開放する制御を実行してもよい。
　上記構成によれば、熱交換器に供給する乾燥空気の温湿度を一定に制御することができる。そしてこれにより、調湿用空気を生成するための冷熱源からの冷媒の条件（温度等）の制御が容易になる。
　なお、上記構成を有する空調システムは、前記空調対象空間からの排気を、前記湿潤空気として前記蓄熱槽に導入する還気経路を更に備えていてもよい。
　また、前記蓄熱槽から導出される前記乾燥空気と、導入した外気との熱交換により他の乾燥空気を生成する他の熱交換器を更に備えていてもよい。この場合、前記他の熱交換器は、前記蓄熱槽から導出される前記乾燥空気に代え、前記他の乾燥空気を前記熱交換器に供給してもよい。
　前記液体調湿剤としては、塩化リチウム水溶液又はイオン液体水溶液の少なくともいずれかから選択され得る。
　本開示の別な観点に係る技術は、導入した処理対象空気の湿度を調節する湿式調湿ユニットであって、液体調湿剤と前記処理対象空気を気液接触させるための気液接触器と、前記液体調湿剤を前記気液接触器の上部に供給する溶液散布器と、前記気液接触器の下部で前記液体調湿剤を回収する溶液タンクと、前記溶液タンクから前記溶液散布器に向けて前記液体調湿剤を送出する溶液散布ポンプと、を備える。また湿式調湿ユニットでは、外部熱源による温度制御が行われることなく、前記溶液散布器、前記気液接触器及び前記溶液タンクの間で液体調湿剤が循環されてもよい。
　上記構成によれば、特許文献１にも開示される従来の空調システム（処理機）と比較して、液体調湿剤の温度制御を行うことなく処理対象空気の湿度を調節できる。
　なお、液体調湿剤を希釈するための給水手段を更に備えていてもよい。
　この場合、湿式調湿ユニットにおいて、液体調湿剤を濃縮（再生）するための再生機の構成を省略できる。
　また、前記処理対象空気が空調対象空間に供給するための空調用空気であってもよい。すなわち、前記湿式調湿ユニットは、エアハンドリングユニットに組み込み可能なユニットとして構成されてもよい。
　更に、前記エアハンドリングユニットは、吸着質を吸着することで発熱する吸着材を収容し、導入した湿潤空気を、当該湿潤空気よりも高温低湿の乾燥空気として導出する蓄熱槽と、冷熱源から供給される冷媒との熱交換により前記乾燥空気から前記空調用空気を生成する熱交換器と、を備えていてもよい。
　更に別な観点に係る技術は、空調システムを用いた空調対象空間の空調方法であって、前記空調システムに導入した湿潤空気を、吸着質を吸着することで発熱する吸着材により、当該湿潤空気よりも高温低湿の乾燥空気とする工程と、冷媒との熱交換により、前記乾燥空気から調湿用空気を生成する工程と、液体調湿剤との気液接触により前記調湿用空気の温湿度を調節して、前記空調対象空間に供給する給気を生成する工程と、を含む。
　本開示の技術によれば、液体調湿剤を用いて処理対象空気の調湿を行う調湿装置を備えた、施工性に優れ、安価な空調システムを提供できる。
実施の形態にかかる空調システムの系統の概略を模式的に示した説明図である。 空調システムの他の構成例を示す説明図である。 実施の形態に係る湿式調湿ユニットの構成例を示す説明図である。 液体調湿剤の濃度と空気の相対湿度の関係を示すグラフである。 液体調湿剤の濃度毎の相対湿度と温度の関係を示すグラフである。 空調システムの夏期運転の様子を示す説明図である。 空調システムの夏期運転の様子を示す空気線図である。 吸着材温度の経時変化を示すグラフである。 他の実施形態に係る空調システムの夏期運転の様子を示す説明図である。 空調システムの冬期運転の様子を示す説明図である。 空調システムの冬期運転の様子を示す空気線図である。 他の実施形態に係る空調システムの冬期運転の様子を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態にかかる空調システム１（エアハンドリングユニット）の系統の概略を模式的に示している。
　実施の形態に係る空調システム１は、蓄熱槽１０、第１熱交換器２０、第２熱交換器３０、湿式調湿ユニット４０及び制御手段５０を備える。
　蓄熱槽１０は、入口側（上流側）から湿潤空気（例えば外気ＯＡや空調対象空間Ｒからの還気ＲＡ、又はこれらの混合空気）を導入し、導入した湿潤空気を、少なくとも当該湿潤空気よりも高温低湿の乾燥空気ＤＡとして、出口側（下流側）から導出する。
　蓄熱槽１０は、通気性のある仕切り板で区画して吸着材Ｍを充填した充填部１１を有し、充填部１１の上流側及び下流側には、空間１２、１３が設けられている。
　一実施形態において、充填部１１に充填される吸着材Ｍとしては、例えば造粒された吸着材を使用できる。この吸着材Ｍには、例えばシリカゲルやゼオライト等の吸着質を吸着することで発熱する公知の吸着材を用いることができ、通風抵抗や熱／物質伝達など、所望の性能を有する吸着材の造粒体を、蓄熱機能を有する吸着剤として用いることができる。かかる場合、非晶質アルミニウムケイ酸塩と低結晶性粘土からなる複合体、例えばハスクレイ（登録商標）や高分子収着剤の低温再生型吸着材、或いは、従来の吸着材（シリカゲルやゼオライト等）を吸着材Ｍとして適用できる。
　蓄熱槽１０の入口側である空間１２には、前記した湿潤空気（外気ＯＡ、還気ＲＡ、又はこれらの混合空気）を導入するための湿潤空気導入ダクト５１が接続されている。湿潤空気導入ダクト５１は、外気ＯＡを蓄熱槽１０へと導入する。湿潤空気導入ダクト５１には、外気ＯＡを蓄熱槽１０へと導入するための図示しない送気手段が設けられてもよい。
　湿潤空気導入ダクト５１には、空調対象空間Ｒからの還気ＲＡを蓄熱槽１０へと導入するための還気ダクト５２が接続されている。還気ダクト５２は、一端部側が湿潤空気導入ダクト５１に接続され、他端部側は空調対象空間Ｒから排気ＥＡを排出するための排気ダクト５３に接続されている。すなわち還気ダクト５２には、空調対象空間Ｒからの排気ＥＡの少なくとも一部が還気ＲＡとして通流され、この還気ＲＡを、湿潤空気導入ダクト５１を介して蓄熱槽１０へと導入可能に構成される。
　湿潤空気導入ダクト５１及び還気ダクト５２には、各々に対応するダンパＤ１、Ｄ２が設けられている。空調システム１では、これらダンパＤ１、Ｄ２の開閉が制御されることで、蓄熱槽１０に対する外気ＯＡや還気ＲＡの導入が制御される。なお、これらダンパＤ１、Ｄ２としては、一例として制御が容易なモーターダンパが用いられ得る。これらモーターダンパは図示しない圧力センサや温湿度センサの測定値（外気ＯＡ、還気ＲＡの圧力や温湿度）に基づいて開閉制御がなされ得る。
　また還気ダクト５２及び排気ダクト５３には、各々に対応するダンパＤ３、Ｄ４が設けられている。空調システム１では、これらダンパＤ３、Ｄ４の開閉が制御されることで、空調対象空間Ｒからの空気の排出（排気ＥＡ）又は蓄熱槽１０への空気の循環（還気ＲＡ）が制御される。なお、これらダンパＤ３、Ｄ４についても、例えば制御が容易なモーターダンパが用いられ得る。
　なお、図示は省略するが、蓄熱槽１０には図示しない熱源が接続される。そして蓄熱槽１０では、吸着質の吸着により発熱した後の（すなわち「放熱運転」後の）吸着材Ｍに対して熱源からの熱媒を供給し、当該吸着材Ｍの乾燥（すなわち「蓄熱運転」）を実施可能に構成される。蓄熱槽１０に供給される熱媒は、例えば、所謂コジェネレーションシステムの排熱や、太陽熱のような再生可能エネルギー源から供給される熱であり得る。換言すれば、図示しない熱源はコジェネレーションシステム（例えば復水器）や再生可能エネルギーの回収システムを備える工場等の建造物であり得る。
　また、図２に示すように、空調システム１には複数の蓄熱槽１０が並列して配置されていてもよい。
　上記したように、蓄熱槽１０においては、充填部１１に充填された吸着材Ｍからの吸着質の脱着（蓄熱運転）と、吸着材Ｍに対する吸着質の吸着（放熱運転）とを交互に繰り返して実行する必要がある。この時、空調システム１に蓄熱槽１０が１つのみ配置される場合、当該蓄熱槽１０の蓄熱運転に際しては空調対象空間Ｒの空調を一時的に中断する必要がある。
　かかる点を鑑みて、図２に示したように空調システム１に複数の蓄熱槽１０を並列して配置して、且つ、各々の蓄熱槽１０に対する湿潤空気の供給を切り替え可能に構成する。これにより、各々の蓄熱槽１０で蓄熱運転と放熱運転とを交互に実行することで、空調対象空間Ｒの空調を連続的に中断することなく実行することができる。
　蓄熱槽１０の出口側（下流側）である空間１３には、排気ダクト５４と乾燥空気導入ダクト５５が独立して接続されている。排気ダクト５４は、蓄熱槽１０からの高温低湿の排気ＥＡを第１熱交換器２０に導入するとともに、当該第１熱交換器２０での熱交換に供された排気ＥＡを系外に排出する。乾燥空気導入ダクト５５は、蓄熱槽１０からの高温低湿の乾燥空気ＤＡを、送気手段５５ａを介して第２熱交換器３０に導入する。
　第１熱交換器２０では、後述の空調システム１の冬期運転で詳述するように、排気ダクト５４を通流する蓄熱槽１０からの排気ＥＡと、外気ダクト５６を通流する低温低湿の外気ＯＡとの熱交換を行う。外気ダクト５６は乾燥空気導入ダクト５５における送気手段５５ａの上流側に接続され、低温低湿の外気ＯＡを第１熱交換器２０に導入するとともに、当該第１熱交換器２０での熱交換に供された外気ＯＡを、少なくとも当該外気ＯＡよりも高温低湿の乾燥空気ＤＡとして乾燥空気導入ダクト５５に導入する。
　乾燥空気導入ダクト５５には、上記したように外気ダクト５６との接続部分よりも下流側において、送気手段５５ａが設けられている。すなわち送気手段５５ａは、入口側（上流側）に接続された蓄熱槽１０又は第１熱交換器２０からの乾燥空気ＤＡを導入し、導入した乾燥空気ＤＡを第２熱交換器３０に向けて送風する。
　また排気ダクト５４、乾燥空気導入ダクト５５及び外気ダクト５６には、各々に対応するダンパＤ５、Ｄ６、Ｄ７が設けられている。空調システム１では、これらダンパＤ５、Ｄ６、Ｄ７の開閉が制御されることで、蓄熱槽１０からの乾燥空気ＤＡ又は第１熱交換器２０からの乾燥空気ＤＡのいずれを第２熱交換器３０に導入するか、が制御される。より具体的には、蓄熱槽１０から導出される高温低湿の空気を乾燥空気ＤＡとして第２熱交換器３０に導入するか、又は、排気ＥＡとして第１熱交換器２０に導入し、当該第１熱交換器２０で排気ＥＡと熱交換された後の外気ＯＡを乾燥空気ＤＡとして第２熱交換器３０に導入するか、が制御される。なお、これらダンパＤ５、Ｄ６、Ｄ７についても、例えば制御が容易なモーターダンパが用いられ得る。
　第２熱交換器３０は、所定の冷熱源３１から冷媒が供給され、乾燥空気導入ダクト５５を介して入口側（上流側）から導入された乾燥空気ＤＡとの間で熱交換を行うための熱交換器である。第２熱交換器３０は、導入した高温低湿の乾燥空気ＤＡを冷熱源３１からの冷媒と熱交換させることで冷却、加湿し、当該乾燥空気ＤＡを湿式調湿ユニット４０に導入するための好適な条件（温湿度）に改質された調湿用空気ＨＡとして出口側（下流側）から導出する。第２熱交換器３０から導出された調湿用空気ＨＡは、改質空気導入ダクト５７を介して湿式調湿ユニット４０に導入される。
　なお、第２熱交換器３０から湿式調湿ユニット４０に供給される調湿用空気ＨＡの温度は一例として４０℃～６０℃程度、調湿用空気ＨＡの湿度は一例として１～１０％程度であり得る。
　なお、第２熱交換器３０に供給される冷媒の温度や種類は特に限定されるものではなく、乾燥空気ＤＡを湿式調湿ユニット４０に導入するための好適な条件（温湿度）に改質できればよい。例えば、第２熱交換器３０に冷媒を供給する冷熱源３１は、冷却塔等の冷却水生成手段や、地下水等を汲み上げて供給可能に構成された井水供給手段であり得る。
　湿式調湿ユニット４０は、入口側（上流側）から調湿用空気ＨＡを導入し、導入した調湿用空気ＨＡを、所望の温湿度を有する給気ＳＡとして、出口側に接続された給気ダクト５８を介して空調対象空間Ｒへと供給する。
　図３は、湿式調湿ユニット４０の構成の概略を示す模式図である。図３に示すように、湿式調湿ユニット４０は、気液接触器４１、溶液散布器４２、溶液タンク４３、溶液散布ポンプ４４及び図示しない温湿度測定計を有している。溶液タンク４３、気液接触器４１及び溶液散布器４２は、下側からこの順に積層して配置されている。
　また、これら気液接触器４１、溶液散布器４２及び溶液タンク４３は、一例において給気口（調湿用空気ＨＡの入口）４５と排気口（給気ＳＡの出口）４６とが形成された筐体であるケーシング内に配置されている。なお、図３では給気口４５がケーシングの側面、排気口４６がケーシングの上面に形成される場合を例に図示を行ったが、これら給気口４５及び排気口４６の形成位置は特に限定されるものではない。
　気液接触器４１は、一例として親水性、吸収性に優れた素材、例えばセルロースからなる波状板を連ねて構成された気液接触材を有する。気液接触器４１では、溶液散布器４２から供給され、気液接触材の表面を液膜状に流れる溶液としての液体調湿剤Ｌを、給気口４５を介してケーシング内に導入される調湿用空気ＨＡと接触させることで、当該調湿用空気ＨＡの調湿を行う。
　なお、湿式調湿ユニット４０が備える気液接触器４１の気液接触材は、親水性、吸収性に優れた素材であれば、セルロース系素材の他、合成繊維、ガラス繊維、セラミック繊維などのシートや不織布を接着して作成でき、或いは結合剤などでセルロース、ガラス繊維、セラミック繊維などを一体化して作成できる。
　一実施形態において、気液接触器４１に循環される液体調湿剤Ｌとしては、図４及び図５に一例として示すように、温度と溶液濃度に応じて気液平衡時の相対湿度（気液平衡蒸気圧）が変化する調湿剤、例えば塩化リチウム水溶液又はイオン液体水溶液の少なくともいずれかを含む液体調湿剤を使用できる。
　すなわち気液接触器４１では、液体調湿剤Ｌの温度と濃度（液体調湿剤Ｌ中を占める調湿剤の割合）によって調湿用空気ＨＡの気液平衡蒸気圧が変化する性質を利用し、当該調湿用空気ＨＡを任意の温度と湿度の給気ＳＡに調整する。
　より具体的に、気液接触器４１では、調湿用空気ＨＡと液体調湿剤Ｌを直接的に接触（気液接触）させることで、これら調湿用空気ＨＡと液体調湿剤Ｌの水蒸気圧のバランス（気液平衡）から、調湿用空気ＨＡに液体調湿剤Ｌ中の水分を放出させ、これにより調湿用空気ＨＡの湿度を調節（加湿）する。液体調湿剤Ｌがどの程度水分を放出するかは、上記したように液体調湿剤Ｌの温度と濃度で制御できる。
　また気液接触器４１では、調湿用空気ＨＡが、当該調湿用空気ＨＡよりも温度の低い液体調湿剤Ｌと接触することで、また液体調湿剤Ｌが水分を放出することによる潜熱（水蒸気の気化熱等）によって、調湿用空気ＨＡの温度を調節（冷却）する。すなわち気液接触器４１では、顕熱と潜熱の両方の熱交換により調湿用空気ＨＡの温度を調節（冷却）する。
　なお、気液接触器４１における調湿用空気ＨＡの温湿度調節は、液体調湿剤Ｌ中の水分の気化冷却（蒸発潜熱）を利用する。この時、厳密には液体調湿剤Ｌの希釈熱が発生するが、この希釈熱は上記した水の蒸発潜熱と比較すると僅少である。このため、本実施形態において、気液接触器４１における調湿用空気ＨＡの温湿度調節は、いわゆる等エンタルピー変化であるとみなすことができる。
　溶液散布器４２は気液接触器４１の上部に設けられ、液体調湿剤Ｌを気液接触器４１の上部から気液接触材の表面に液膜状に流下させるように供給する供給手段である。
　溶液タンク４３は気液接触器４１の下部に設けられ、当該気液接触器４１において調湿用空気ＨＡの温湿度調節に供された液体調湿剤Ｌを回収し、一時的に貯蔵する。
　溶液散布ポンプ４４は、溶液タンク４３に貯蔵された液体調湿剤Ｌを入口側から導入し、出口側に接続された溶液散布器４２に向けて送出する。すなわち湿式調湿ユニット４０では、溶液散布ポンプ４４の作用により、液体調湿剤Ｌを溶液散布器４２、気液接触器４１及び溶液タンク４３をこの順に循環させる。
　なお、図示の例では溶液散布ポンプ４４を湿式調湿ユニット４０のケーシング外に設けたが、溶液散布ポンプ４４はケーシング内に設けられてもよい。
　また湿式調湿ユニット４０には、図１及び図３に示すように給水手段４７が接続されている。
　上記したように、気液接触器４１では、調湿用空気ＨＡに液体調湿剤Ｌ中の水分を放出させ、これにより調湿用空気ＨＡの湿度を調節（加湿）する。この時、液体調湿剤Ｌは、調湿用空気ＨＡに水分を放出することで濃度が変化（濃縮）して調湿機能が変化するおそれがある。
　そこで実施の形態に係る湿式調湿ユニット４０では、当該湿式調湿ユニット４０による調湿用空気ＨＡの調湿に際して給水手段４７から液体調湿剤Ｌに対して水を供給し、当該液体調湿剤Ｌを希釈する。より具体的には、液体調湿剤Ｌの水分放出による濃縮（濃度の増加）を相殺するように給水手段４７から水を供給し、これにより液体調湿剤Ｌの濃度を一定に、ないし所望の値で調節する。液体調湿剤Ｌの濃度は、図示しない濃度測定計により適宜測定されることが望ましい。
　測定手段としての図示しない温湿度測定計は、一例において湿式調湿ユニット４０の出口側（下流側）、すなわち給気ダクト５８に設けられる。温湿度測定計は、湿式調湿ユニット４０から導出される給気ＳＡの温湿度を測定する。温湿度測定計により測定された給気ＳＡの温湿度は、上記した給水手段４７の動作制御に用いられてもよい。
　制御手段５０は、空調システム１による空調対象空間Ｒへの給気ＳＡの供給動作、より具体的には、空調システム１を構成する各種要素（蓄熱槽１０、第１熱交換器２０、第２熱交換器３０、湿式調湿ユニット４０及び各種ダンパ）の動作を制御する。制御手段５０は空調システム１と一体に構成されていてもよいし、又は空調システム１を遠隔で制御可能に構成されてもよい。
　実施の形態に係る空調システム１は、以上のように構成されている。
　次に、上記した空調システム１の制御例について説明する。なお、以下の説明において用いる各種数値は一例である。
＜空調システム１の夏期運転＞
　先ず、空調システム１の夏期運転について説明する。図６及び図７は、夏期運転における空調システム１の動作例を示す概略図及び空気線図である。なお、図６においては、空調システム１が備える各種ダンパのうち、開状態にあるダンパを白色で、閉状態にあるダンパを黒色で、それぞれ示している。また、各種空気を通流させる各種ダクトのうち、空気の通流状態にあるダクトを太線で、空気を通流させていない状態のダクトを細線で、それぞれ示している。
　空調システム１の夏期運転に際しては、先ず、ダンパＤ１を開放、ダンパＤ２を閉止し、これにより湿潤空気導入ダクト５１を介して、外気ＯＡ（３４．４℃、５７．２％ＲＨ（１９．７ｇ／ｋｇＤＡ））を蓄熱槽１０に導入する（図７のステップＳｔ１）。
　続いて蓄熱槽１０では、ダンパＤ６を開放、ダンパＤ５、Ｄ７を閉止する。これによって蓄熱槽１０に導入された外気ＯＡは、蓄熱槽１０の空間１２から充填部１１へと送られ、充填部１１に充填されている吸着材Ｍを通過する。この時、外気ＯＡ中の水分が吸着材Ｍに吸着され、これにより吸着材Ｍが発熱して、外気ＯＡよりも高温低湿の乾燥空気ＤＡ（１０４℃、０．４％ＲＨ（２．９ｇ／ｋｇＤＡ））が生成され、この乾燥空気ＤＡが空間１３から乾燥空気導入ダクト５５を介して下流側（送気手段５５ａ）へと送られる（図７のステップＳｔ２）。
　なお、外気ＯＡの乾燥（放熱運転）に供された蓄熱槽１０は、その後、図示しない熱源からの熱媒が供給されることで蓄熱運転（吸着材Ｍからの水分の脱着）され、これにより吸着材Ｍが再生され、再度の放熱運転が可能になる。
　なお、蓄熱槽１０から下流側の第２熱交換器３０に送られる乾燥空気ＤＡの温度は、第２熱交換器３０の制御容易性の観点、より具体的には第２熱交換器３０に供給する冷媒温度を一定に制御する観点から、一定に制御されることが望ましい。
　そこで蓄熱槽１０から第２熱交換器３０に対する乾燥空気ＤＡの供給のタイミング、換言すればダンパＤ６を開放するタイミングは、蓄熱槽１０内の吸着材Ｍの温度が安定した（平衡状態となった）後に制御されることが望ましい。
　具体的に、放熱運転に際しての吸着材Ｍの温度は、図８に示すように反応開始後（外気ＯＡからの水分吸着開始後）に急激に上昇（図８の時間ｔ１）した後に安定（図８の時間ｔ２）し、その後、緩やかに降下（図８の時間ｔ３）する。温度安定（時間ｔ２）時の吸着材Ｍの温度（最高温度）や時間長（反応時間）は、吸着材Ｍの充填量や種類により変化する。
　そこで実施の形態に係る蓄熱槽１０では、吸着材Ｍの温度が安定した時間ｔ２時（吸着材Ｍの温度の平衡時）に第２熱交換器３０への乾燥空気ＤＡの供給を開始（ダンパＤ６の開放）し、温度が低下する時間ｔ３に達する前に、乾燥空気ＤＡの供給を終了（ダンパＤ６の閉止）することが望ましい。
　蓄熱槽１０から導出された乾燥空気ＤＡは、続いて、送気手段５５ａを介して第２熱交換器３０へと送られる。第２熱交換器３０では、蓄熱槽１０からの乾燥空気ＤＡが、冷熱源３１からの冷媒との熱交換により湿式調湿ユニット４０へ導入するための調湿用空気ＨＡ（４２．０℃、５．７％ＲＨ（２．９ｇ／ｋｇＤＡ））に改質される（図７のステップＳｔ３）。調湿用空気ＨＡは、その後、改質空気導入ダクト５７を介して湿式調湿ユニット４０へと導入される。
　続いて湿式調湿ユニット４０に導入された調湿用空気ＨＡは、給気口４５から気液接触器４１へと送られ、気液接触材の表面を液膜状に流れる液体調湿剤Ｌと直接的に接触（気液接触）する。この時、調湿用空気ＨＡと液体調湿剤Ｌの水蒸気圧のバランス（気液平衡）から、調湿用空気ＨＡに液体調湿剤Ｌ中の水分が放出され、これにより調湿用空気ＨＡが、当該調湿用空気ＨＡよりも低温高湿の給気ＳＡ（２４．７℃、４５．０％ＲＨ（９．７ｇ／ｋｇＤＡ））となる（図７のステップＳｔ４）。
　なお、調湿用空気ＨＡから給気ＳＡへの変化は、上記したように液体調湿剤Ｌ中の水分の気化冷却を利用したものであり、すなわち、いわゆる等エンタルピー変化とみなすことができる。換言すれば、湿式調湿ユニット４０に導入する調湿用空気ＨＡの温湿度は、空調対象空間Ｒに供給する給気ＳＡの温湿度（実施の形態では２４．７℃、４５．０％ＲＨ（９．７ｇ／ｋｇＤＡ））により定まる。
　このため、第２熱交換器３０における乾燥空気ＤＡの冷却及び加湿（調湿用空気ＨＡの生成）は、所望の温湿度を有する給気ＳＡを生成するために行われると言え、第２熱交換器３０による冷却能力（冷熱源３１からの冷媒温度）は、空調対象空間Ｒに供給する給気ＳＡの温湿度により決定される。
　なお、湿式調湿ユニット４０において調湿用空気ＨＡとの気液接触に供される液体調湿剤Ｌの温度及び濃度は、例えば図４、図５に示した関係を参照して、調湿用空気ＨＡを所望の温湿度（本実施形態においては２４．７℃、４５．０％ＲＨ（９．７ｇ／ｋｇＤＡ））を有する給気ＳＡへと調節できる値に制御される。
　また本実施形態においては、液体調湿剤Ｌの水分放出に伴う濃度の上昇（濃縮）を抑制するため、上記したように、給気ＳＡの生成に際して液体調湿剤Ｌに対して給水手段４７からの水を供給する。液体調湿剤Ｌに対する水の供給量は、例えば湿式調湿ユニット４０から導出される給気ＳＡの相対湿度や、湿式調湿ユニット４０内を循環する液体調湿剤Ｌの濃度に基づいて制御され得る。
　湿式調湿ユニット４０で生成された給気ＳＡは、その後、給気ダクト５８を介して空調対象空間Ｒへと供給される。空調対象空間Ｒに供給された給気ＳＡは、排気ダクト５３を介して排気ＥＡとして系外に排出される。
　空調システム１の夏期運転は、以上のように制御される。
　なお、空調対象空間Ｒから排出される排気ＥＡの少なくとも一部は、図９に示すように還気ダクト５２を介して還気ＲＡとして蓄熱槽１０に導入されてもよい。換言すれば、外気ＯＡと還気ＲＡの混合空気を湿潤空気として湿潤空気導入ダクト５１を介して蓄熱槽１０に導入し、空調対象空間Ｒの空調を行ってもよい。この場合、蓄熱槽１０に導入する混合空気の風量は、還気ＲＡを導入せず、外気ＯＡのみを蓄熱槽１０に導入する場合の風量と同等になるように制御されることが望ましい。
　混合空気を占める外気ＯＡと還気ＲＡの混合割合（外気ＯＡと還気ＲＡ、各々の風量）は、ダンパＤ１、Ｄ２の開度により適宜調整されてもよい。
＜空調システム１の冬期運転＞
　次に、空調システム１の冬期運転について説明する。図１０及び図１１は、冬期運転における空調システム１の動作例を示す概略図及び空気線図である。なお、以下の説明において、夏期運転と実質的に同様の動作については、詳細な説明を省略する。
　空調システム１の冬期運転に際しては、先ず、ダンパＤ７を開放し、これにより外気ダクト５６を介して、外気ＯＡ（－１．２℃、４１．１％ＲＨ（１．４ｇ／ｋｇＤＡ））を第１熱交換器２０に導入する（図１１のステップＳｔ１）。
　また蓄熱槽１０側では、ダンパＤ２を開放、ダンパＤ１を閉止し、これにより湿潤空気導入ダクト５１を介して、還気ＲＡ（２６．０℃、５５．０％ＲＨ（１１．６ｇ／ｋｇＤＡ））を蓄熱槽１０に導入する（図１１のステップＳｔ２）。
　続いて蓄熱槽１０では、ダンパＤ５を開放、ダンパＤ６を閉止する。これによって蓄熱槽１０に導入された還気ＲＡは、蓄熱槽１０の空間１２から充填部１１へと送られ、充填部１１に充填されている吸着材Ｍを通過する。この時、還気ＲＡ中の水分が吸着材Ｍに吸着され、これにより吸着材Ｍが発熱して、還気ＲＡよりも高温低湿の排気ＥＡ（６９．３℃、０．２％ＲＨ（０．４ｇ／ｋｇＤＡ））が生成され、この排気ＥＡが空間１３から排気ダクト５４を介して第１熱交換器２０に導入される（図１１のステップＳｔ３）。
　なお、還気ＲＡの乾燥（放熱運転）に供された蓄熱槽１０は、その後、図示しない熱源からの熱媒が供給されることで蓄熱運転（吸着材Ｍからの水分の脱着）され、これにより吸着材Ｍが再生され、再度の放熱運転が可能になる。
　第１熱交換器２０では、外気ダクト５６を介して導入される外気ＯＡと、排気ダクト５４を介して導入される排気ＥＡの熱交換が行われる。そして第１熱交換器２０では、外気ＯＡと排気ＥＡの熱交換により、当該外気ＯＡよりも少なくとも高温低湿の乾燥空気ＤＡ（５５．２℃、１．４％ＲＨ（１．４ｇ／ｋｇＤＡ））が生成される（図１１のステップＳｔ４）。乾燥空気ＤＡは、その後、乾燥空気導入ダクト５５を介して送気手段５５ａに導入され、さらに、送気手段５５ａから改質空気導入ダクト５７を介して湿式調湿ユニット４０へと導入される。
　換言すれば、空調システム１の冬期運転に際しては、第１熱交換器２０からの乾燥空気ＤＡを、第２熱交換器３０における冷媒との熱交換を介することなく、調湿用空気ＨＡとして湿式調湿ユニット４０へと導入する。
　続いて湿式調湿ユニット４０に導入された調湿用空気ＨＡは、給気口４５から気液接触器４１へと送られ、気液接触材の表面を液膜状に流れる液体調湿剤Ｌと直接的に接触（気液接触）する。この時、調湿用空気ＨＡと液体調湿剤Ｌの水蒸気圧のバランス（気液平衡）から、調湿用空気ＨＡに液体調湿剤Ｌ中の水分が放出され、これにより調湿用空気ＨＡが、当該調湿用空気ＨＡよりも低温高湿の給気ＳＡ（２７．０℃、５５％ＲＨ（１２．３ｇ／ｋｇＤＡ））となる（図１１のステップＳｔ５）。なお、調湿用空気ＨＡから給気ＳＡへの変化は、上記したように液体調湿剤Ｌ中の水分の気化冷却を利用したものであり、すなわち、いわゆる等エンタルピー変化とみなすことができる。
　なお、湿式調湿ユニット４０において調湿用空気ＨＡとの気液接触に供される液体調湿剤Ｌの温度及び濃度は、例えば図４、図５に示した関係を参照して、調湿用空気ＨＡを所望の温湿度（本実施形態においては２７．０℃、５５％ＲＨ（１２。３ｇ／ｋｇＤＡ））を有する給気ＳＡへと調節できる値に制御される。
　また本実施形態においては、液体調湿剤Ｌの水分放出に伴う濃度の上昇（濃縮）を抑制するため、上記したように、給気ＳＡの生成に際して液体調湿剤Ｌに対して給水手段４７からの水を供給する。液体調湿剤Ｌに対する水の供給量は、例えば湿式調湿ユニット４０から導出される給気ＳＡの相対湿度や、湿式調湿ユニット４０内を循環する液体調湿剤Ｌの濃度に基づいて制御され得る。
　湿式調湿ユニット４０で生成された給気ＳＡは、その後、給気ダクト５８を介して空調対象空間Ｒへと供給される。空調対象空間Ｒに供給された給気ＳＡは、排気ダクト５３及び還気ダクト５２を介して、還気ＲＡとして蓄熱槽１０に導入され、その後、更に第１熱交換器２０での外気ＯＡとの熱交換に供された後、排気ＥＡとして系外に排出される。
　空調システム１の冬期運転は、以上のように制御される。
　なお、蓄熱槽１０に導入される湿潤空気には、上記した夏期運転と同様、図１２に示すように外気ＯＡが混合されてもよい。換言すれば、還気ＲＡと外気ＯＡの混合空気を湿潤空気として湿潤空気導入ダクト５１を介して蓄熱槽１０に導入し、空調対象空間Ｒの空調を行ってもよい。この場合、蓄熱槽１０に導入する混合空気の風量は、外気ＯＡを導入せず、還気ＲＡのみを蓄熱槽１０に導入する場合の風量と同等になるように制御されることが望ましい。
　混合空気を占める還気ＲＡと外気ＯＡの混合割合（還気ＲＡと外気ＯＡ、各々の風量）は、ダンパＤ１、Ｄ２の開度により適宜調整されてもよい。
　なお、図１０～図１２に示した空調システム１の冬期運転に際しては、外気ダクト５６から第１熱交換器２０を介して生成された乾燥空気ＤＡを用いて空調対象空間Ｒの空調を行ったが、冬期運転にかかる外気ＯＡの導入経路はこれに限定されない。
　具体的には、例えば図６や図９の夏期運転で示したように、第１熱交換器２０に代えて蓄熱槽１０で生成された乾燥空気ＤＡを用いて空調対象空間Ｒの空調を行ってもよい。また、このように冬期運転において蓄熱槽１０で生成された乾燥空気ＤＡのみを用いて空調対象空間Ｒの空調を行う場合、換言すれば、冬期運転において第１熱交換器２０を使用しない場合、空調システム１の構成からは、適宜、第１熱交換器２０、排気ダクト５４及び外気ダクト５６を省略してもよい。
＜実施の形態に係る空調システム１の作用効果＞
　以上、本開示の技術に係る空調システム１によれば、特許文献１に示した従来の処理機（空調システム）と比較して再生機とヒートポンプが省略され、これに代えて、蓄熱槽１０及び第２熱交換器３０が配置される。また、本開示の技術に係る湿式調湿ユニット４０（特許文献１に記載の処理機に相当）では、溶液（液体調湿剤Ｌ）温度を調節するための、溶液―熱媒熱交換器（特許文献１の３流体熱交換器に相当）が省略できる。
　従来、処理機内を循環する吸湿性液体（液体調湿剤Ｌ）と外部熱源との熱交換を行うためのヒートポンプではフロン系冷媒が使用されることが主であり、この場合、空調システムにおいて抜本的に環境負荷（二酸化炭素排出量）を低減することが困難であった。
　この点、実施の形態に係る空調システム１においては、フロン系冷媒を使用したヒートポンプに代え、化学蓄熱を利用した蓄熱槽１０と、冷却水や井水を利用した冷媒との熱交換を行う第２熱交換器３０により湿潤空気の温湿度を制御し、液体調湿剤Ｌとの気液接触に供する。すなわち、従来のようにフロン系冷媒を用いることなくノンフロンでの空調が実現され、空調対象空間Ｒ内の環境を改善し、更に二酸化炭素排出量を大幅に削減できる。
　また本実施形態によれば、湿式調湿ユニット４０に接続された蓄熱槽１０及び第２熱交換器３０では、コジェネレーションシステム等の排熱（蓄熱槽１０）や井水（第２熱交換器３０）を利用した湿潤空気や液体調湿剤Ｌの温湿度調整が可能である。
　このため、湿潤空気や液体調湿剤Ｌの温湿度を調整するために冷温熱源を別途接続する必要がなく、かかる観点からも適切に環境負荷を低減できる。
　また、空調システム１が備える本開示の技術に係るリキッドデシカント式の湿式調湿ユニット４０では、当該湿式調湿ユニット４０の内部を循環する液体調湿剤Ｌの温度及び濃度を制御することのみによって、より具体的に、本実施形態では給水手段４７からの給水を制御することのみによって、高い加湿力、高い温度制御性が得られ、空調対象空間Ｒに供給する給気ＳＡの温湿度を適切に調節できる。このため、給気ＳＡの温湿度を制御するための湿式調湿ユニット４０、ひいては空調システム１全体の構成を従来と比較して簡素にできる。
　また、本実施形態に係る湿式調湿ユニット４０では、給水手段４７からの給水を制御することのみによって給気ＳＡの温湿度を調節できるため、従来の蒸気加湿式や電気加湿式の調質装置と比較して使用電力を大幅に削減でき、更に適切に環境負荷を低減できる。
　また本実施形態に係る空調システム１によれば、上記したように、腐食性を有する液体調湿剤Ｌ（例えば塩化リチウム水溶液）を外部熱源との熱交換に供するための熱交換器に循環させる必要がない。
　従来のように、吸湿性液体を熱交換器に循環させる場合、この熱交換器には耐腐食性を有する素材（例えばチタン等）を用いる必要があり、空調システムの設計（施工）には多大なコストを要していた。
　この点本実施形態によれば、液体調湿剤Ｌを外部熱源との熱交換に供するための熱交換器に循環させる必要がないため、空調システム１が備える各種管材を、耐腐食性を有する素材で構成する必要がない。このため、空調システム１の施工にあたり使用できる管材の種類が大きく限定されず、従来システムと比較してコストを削減できる。
　また、本開示の技術に係る湿式調湿ユニット４０では、上記したように、従来の処理機（空調システム）と比較して再生機、ヒートポンプ及び溶液―熱媒熱交換器が省略される。これは、上記したように蓄熱槽１０及び第２熱交換器３０により湿潤空気や液体調湿剤Ｌの温湿度調整が可能であることに加え、給水手段４７からの給水により液体調湿剤Ｌの再生が可能であることに起因する。
　そして本実施形態に係る湿式調湿ユニット４０（処理機）によれば、このように、再生機、ヒートポンプ及び溶液―熱媒熱交換器を設ける必要がないため、従来と比較して、ユニット全体のフットプリントや各要素の大きさ（溶液タンク４３の容積や溶液散布ポンプ４４のサイズ）を小さくできる。
　このように、実施の形態に係る再生機、ヒートポンプ及び溶液―熱媒熱交換器を含まない湿式調湿ユニット４０であれば、特許文献１にも示した従来の空調ユニット（処理機）と比較してユニットサイズを小型化することができ、図１に示しように、空調対象空間Ｒへの給気ＳＡの供給を行う空調システム１（エアハンドリングユニット）への組み込みが容易である。
　なおここで、湿式調湿ユニット４０での液体調湿剤Ｌとして用いられる塩化リチウム水溶液やイオン液体水溶液は、高い除菌性を有することが知られている。
　そして本発明者らが鋭意検討を行ったところ、実施の形態に係る液体調湿剤Ｌ中において、ウィルス成分としてインフルエンザＡ型ウィルスが短時間で不活性化することを確認できた。
　係る点を鑑みて、本実施形態に係る空調システム１では、空調対象空間Ｒに供給される給気ＳＡを、湿式調湿ユニット４０の気液接触器４１において、液体調湿剤Ｌと直接的に接触（気液接触）させることで、湿式調湿ユニット４０に導入される調湿用空気ＨＡの除菌、すなわち調湿用空気ＨＡに含まれるウィルス成分を不活性化させることが期待できる。すなわち本実施形態に係る空調システム１の湿式調湿ユニット４０では、調湿用空気ＨＡに含まれるウィルス成分の不活性化（除菌処理）を介した後、給気ＳＡとして空調対象空間Ｒに供給できることが期待される。
　したがって、本開示の技術によれば、ウィルス等の除菌効果を有する空調システムを提供し、空調対象空間Ｒに適切な調湿環境、耐ウィルス環境を提供できると考えられる。
　なお、以上の除菌処理の効果を好適に享受するため、湿式調湿ユニット４０での調湿用空気ＨＡの加湿処理は、３０～７０％程度の相対湿度を対象とすることが望ましい。
　相対湿度が３０％未満となる、換言すれば液体調湿剤Ｌの濃度が高い場合、液体調湿剤Ｌから調湿剤成分が析出するおそれがある。一方、相対湿度が７０％を超える、換言すれば液体調湿剤Ｌの濃度が低い場合、液体調湿剤Ｌによる上記した調湿用空気ＨＡの除菌能力を維持できなくなるおそれがある。
　以上の点を鑑み、湿式調湿ユニット４０では、３０～７０％程度の相対湿度を対象として給気ＳＡの生成を行うことで、より好適に空調対象空間Ｒに適切な調湿環境、耐ウィルス環境を提供できる。
　本発明は、高い温湿度制御を要し、かつ、特に耐ウィルス環境を要する施設に導入するための空調システムに有用である。
　上記対象施設は、主として病院、特別養護老人ホーム、食品工場、塗装工場や酒造蔵等が例として挙げられるが、本開示の技術に係る空調システム１が導入される施設はこれに限定されない。
　　１　　空調システム
　　１０　蓄熱槽
　　１１　充填部
　　１２、１３　空間
　　２０　第１熱交換器
　　３０　第２熱交換器
　　３１　冷熱源
　　４０　湿式調湿ユニット
　　４１　気液接触器
　　４２　溶液散布器
　　４３　溶液タンク
　　４４　溶液散布ポンプ
　　４７　給水手段
　　５０　制御手段
　　Ｍ　　吸着材
　　Ｌ　　液体調湿剤
　　Ｒ　　空調対象空間

Claims (9)

  1. 吸着質を吸着することで発熱する吸着材を収容し、導入した湿潤空気を、当該湿潤空気よりも高温低湿の乾燥空気として導出する蓄熱槽と、
    冷熱源から供給される冷媒との熱交換により、前記乾燥空気から調湿用空気を生成する熱交換器と、
    液体調湿剤との気液接触により前記調湿用空気の温湿度を調節して、空調対象空間に供給する給気を生成する湿式調湿ユニットと、を備える、空調システム。
  2. 前記湿式調湿ユニットが、
    前記液体調湿剤と前記調湿用空気を気液接触させるための気液接触器と、
    前記液体調湿剤を前記気液接触器の上部に供給する溶液散布器と、
    前記気液接触器の下部で前記液体調湿剤を回収する溶液タンクと、
    前記溶液タンクから前記溶液散布器に向けて前記液体調湿剤を送出する溶液散布ポンプと、を備える、請求項１に記載の空調システム。
  3. 前記湿式調湿ユニットが、
    前記液体調湿剤の濃度を測定する濃度測定計、又は前記湿式調湿ユニットから導出される前記給気の湿度を測定する湿度測定計、の少なくともいずれかを含む測定手段と、
    前記液体調湿剤を希釈するための給水手段と、を更に備え、
    前記測定手段による測定の結果に基づいて、前記給水手段から前記液体調湿剤に対する給水量を制御する、請求項２に記載の空調システム。
  4. 開閉により前記蓄熱槽から前記熱交換器への前記乾燥空気の導入を制御するダンパと、
    前記ダンパの動作を制御する制御手段と、を更に備え、
    前記制御手段は、前記吸着材の発熱開始後、当該吸着材の温度が平衡状態に達した後に前記ダンパを開放する制御を実行する、請求項１に記載の空調システム。
  5. 前記空調対象空間からの排気を、前記湿潤空気として前記蓄熱槽に導入する還気経路を更に備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の空調システム。
  6. 前記蓄熱槽から導出される前記乾燥空気と、導入した外気との熱交換により他の乾燥空気を生成する他の熱交換器を更に備え、
    前記他の熱交換器は、前記蓄熱槽から導出される前記乾燥空気に代え、前記他の乾燥空気を前記熱交換器に供給する、請求項１～４のいずれか一項に記載の空調システム。
  7. 前記液体調湿剤が、塩化リチウム水溶液又はイオン液体水溶液の少なくともいずれかから選択される液体調湿剤である、請求項１～４のいずれか一項に記載の空調システム。
  8. 導入した処理対象空気の湿度を調節する湿式調湿ユニットであって、
    液体調湿剤と前記処理対象空気を気液接触させるための気液接触器と、
    前記液体調湿剤を前記気液接触器の上部に供給する溶液散布器と、
    前記気液接触器の下部で前記液体調湿剤を回収する溶液タンクと、
    前記溶液タンクから前記溶液散布器に向けて前記液体調湿剤を送出する溶液散布ポンプと、を備える、湿式調湿ユニット。
  9. 空調システムを用いた空調対象空間の空調方法であって、
    前記空調システムに導入した湿潤空気を、吸着質を吸着することで発熱する吸着材により、当該湿潤空気よりも高温低湿の乾燥空気とする工程と、
    冷媒との熱交換により、前記乾燥空気から調湿用空気を生成する工程と、
    液体調湿剤との気液接触により前記調湿用空気の温湿度を調節して、前記空調対象空間に供給する給気を生成する工程と、を含む、空調方法。
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JP2009293831A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Dyna-Air Co Ltd 調湿装置

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