(57)【要約】【課題】熱源を必要とせずに室内を加湿することのできる調湿システムを提供することを課題とする。【解決手段】室内熱交換器２２、及び第１の送風ファン２１を有する室内機２と、第１の送風ファン２１によって発生する気流中に配置されるとともに、透湿膜によって形成された第１の透湿部材３と、水を貯留可能な貯留部５１と、透湿膜によって形成され貯留部５１内に設置された第２の透湿部材５２と、水蒸気を吸収する吸収液を、第１の透湿部３材及び第２の透湿部材５２との間で循環させる循環ユニット６と、を備えている。【選択図】図１
2010014390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内熱交換器、及び第１の送風ファンを有する室内機と、
前記第１の送風ファンによって発生する気流中に配置されるとともに、内部に中空を有するよう透湿膜によって形成された第１の透湿部材と、
水を貯留可能な貯留部と、
前記貯留部内に設置され、内部に中空を有するよう透湿膜によって形成された第２の透湿部材と、
水蒸気を吸収する吸収液を、前記第１の透湿部材及び第２の透湿部材の内部を流すとともに前記第１の透湿部材と第２の透湿部材との間で循環させる循環ユニットと、
を備えた、調湿システム。
【請求項２】
室外熱交換器及び第２の送風ファンを有する室外機をさらに備え、
前記第２の送風ファンによって発生する気流中に前記第２の透湿部材を配置した、請求項１に記載の調湿システム。
【請求項３】
前記第１の透湿部材及び第２の透湿部材の少なくとも一方は、透湿膜によって管状に形成された複数の透湿管から構成されている、請求項１又は２に記載の調湿システム。
【請求項４】
前記吸収液は、塩化リチウム水溶液である、請求項１から３のいずれかに記載の調湿システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調湿システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、室内の相対湿度を調節するための装置として、デシカントを用いたものが知られている。例えば特許文献１に記載の調湿装置は、相対湿度の高い空気をデシカントを通過させることでデシカントに空気中の水分を吸着させて除湿を行う。また、加湿する場合は、熱交換手段及び加熱器によって加熱した空気をデシカントを通過させることでデシカントを再生し、このときデシカントから水分を受け取って相対湿度の高くなった空気を室内に供給することによって加湿するような仕組みとなっている。
【特許文献１】特開平８−１４６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記空調装置では、加湿する場合のデシカントの再生のために熱源が必要である。そこで、本発明は、熱源を必要とせずに室内を加湿することのできる調湿システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る調湿システムは、上記課題を解決するためになされたものであり、室内熱交換器、及び第１の送風ファンを有する室内機と、前記第１の送風ファンによって発生する気流中に配置されるとともに、内部に中空を有するよう透湿膜によって形成された第１の透湿部材と、水を貯留可能な貯留部と、前記貯留部内に設置され、内部に中空を有するよう透湿膜によって形成された第２の透湿部材と、水蒸気を吸収する吸収液を、前記第１の透湿部材及び第２の透湿部材の内部を流すとともに前記第１の透湿部材と第２の透湿部材との間で循環させる循環ユニットと、を備えている。
【０００５】
上記調湿システムによれば、水を貯留する貯留部内に第２の透湿部材が配置されているため、貯留部内の相対湿度の高い空気が第２の透湿部材内を通過して、吸収液に空気中の水蒸気が吸収される。そして、貯留部内の水蒸気を吸収して含水率（含水蒸気率）の高くなった吸収液は、循環ユニットにより第１の透湿部材へと送られる。第１の透湿部材は第１の送風ファンによって発生する気流中に配置されているので、室内の乾燥した空気が第１の透湿部材内を通過して吸収液と接触する。このとき空気は吸収液から水蒸気を吸収して室内へと放出されるため、室内を加湿することができる。以上のように、上記調湿システムは、熱源を必要とせずに室内を加湿することができる。また、水蒸気の供給源となる第２の透湿部材は、水が貯留される貯留部内に配置されているため、安定して水蒸気を室内に供給することができる。なお、上記透湿膜は、水蒸気（気体）は通すが水（液体）は通さないという性質を有している。
【０００６】
上記調湿システムは、種々の構成をとることができるが、例えば、室外熱交換器及び第２の送風ファンを有する室外機をさらに備え、第２の送風ファンによって発生する気流中に第２の透湿部材を配置することが好ましい。この構成によれば、室内の相対湿度が室外の相対湿度よりも高くなった場合、貯留部内の水を取り除くことで、室内を除湿することができる。より詳細に説明すると、第１の送風ファンを作動させて第１の透湿部材内に室内の空気を通過させる。このとき室内の空気は室外の空気に比べて相対湿度が高いため、室内の空気中の水蒸気が第１の透湿部材内を流れる吸収液に吸収され、室内の空気を除湿することができる。そして、第１の透湿部材内で室内の空気中の水蒸気を吸収した吸収液は、循環ユニットによって第２の透湿部材へと送られるが、第２の透湿部材は、第２の送風ファンによって発生する気流中に配置されているため、室外の相対湿度の低い空気が第２の透湿部材内を通過する。このとき室外の空気は、第２の透湿部材内を流れる吸収液と接触して吸収液から水蒸気を吸収し室外へと水蒸気を放出する。このサイクルを繰り返すことで、室内を除湿することができる。
【０００７】
また、上記第１の透湿部材及び第２の透湿部材の少なくとも一方を、透湿膜によって管状に形成された複数の透湿管から構成することが好ましい。これにより、より効率的に調湿を行うことができる。
【０００８】
また、上記吸収液は、塩化リチウム水溶液であることが好ましい。これにより雑菌の繁殖を防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱源を必要とせずに室内を加湿することのできる調湿システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る調湿システムの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る調湿システムの構成図である。
【００１１】
図１に示すように、調湿システム１は、室内機２及び第１の透湿部材３が室内に設置され、室外機４、貯留部５１、及び第２の透湿部材５２が室外に設置されており、さらには、室内と室外とに渡って循環ユニット６が設置されている。以下、各部材について説明する。
【００１２】
室内機２は、回転することにより気流を発生させる第１の送風ファン２１と、第１の送風ファン２１の回転によって発生した気流中に配置される室内熱交換器２２とを有している。この室内機２は、後述する室外機４に冷媒配管Ｐを介して接続されている。室内熱交換器２２は、内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換を行わせる装置であり、暖房運転時には凝縮器として機能する。
【００１３】
図２に示すように、第１の透湿部材３は、透湿膜によって管状に形成された複数の透湿管３１から構成されており、第１の透湿部材３における各透湿管３１の内部空間には、後述する循環ユニット６によって循環される吸収液が流れている。なお、具体的には、この第１の透湿部材３として、ＡＧＣエンジニアリング株式会社製のサンセップ−Ｗ（登録商標）を用いることができる。この第１の透湿部材３は第１の送風ファン２１によって発生する気流中に設置されているため、第１の送風ファン２１から送られる空気が第１の透湿部材３における各透湿管３１の内部空間を通過して吸収液と接触する。この第１の透湿部材３の各透湿管３１を構成する透湿膜は、気体（水蒸気を含む）は通すが液体（水を含む）を通さない性質を有しており、例えば、疎水性ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができ、具体的にはゴアテックス（登録商標、ジャパンゴアテックス社）やフレミオン（登録商標、旭硝子）などを挙げることができる。
【００１４】
室外機４は、上記室内機２の室内熱交換器２２と冷媒配管Pを介して接続される、膨張弁４１、室外熱交換器４２、四方切換弁４３、及び圧縮機４４を有している。膨張弁４１は、冷媒を急激に減圧して低温・低圧とするように構成されている。室外熱交換器４２は内部を流れる冷媒と外部を流れる空気とを熱交換させる装置であり、暖房運転時には蒸発器として機能する。四方切換弁４３は、冷媒の流路を切り替えることができる弁であり、圧縮機４４から吐出された冷媒を室内熱交換器２２または室外熱交換器４２のどちらかに送るように冷媒の流路を切り替える。なお、暖房運転時には圧縮機４４から吐出された冷媒を室内熱交換器２２に送るように冷媒の流路を切り替える。圧縮機４４は、駆動装置（図示省略）によって駆動され、吸引した冷媒を内部で圧縮して高温・高圧にして吐出する。また、室外機４はさらに、回転することにより気流を発生させる第２の送風ファン４５を有しており、この第２の送風ファン４５を回転させることで発生した気流中に上記室外熱交換器４２が配置されている。
【００１５】
貯留部５１は、内部に水を貯留できる容器として構成されている。なお、貯留部５１内の水は、水道管から給水機構（図示省略）を介して供給したり、雨水を利用することなどもできる。
【００１６】
図３に示すように、第２の透湿部材５２は、上記第１の透湿部材３と同様に、透湿膜によって管状に形成された複数の透湿管５２１から構成されており、第２の透湿部材５２における各透湿管５２１内部の空間には、後述する循環ユニット６によって循環される吸収液が流れている。なお、具体的には、この第２の透湿部材５２として、ＡＧＣエンジニアリング株式会社製のサンセップ−Ｗ（登録商標）を用いることができる。この第２の透湿部材５２は、貯留部５１内に配置されて一部が貯留部５１内の水に浸っている。このように第２の透湿部材５２が配置されることで、貯留部５１内の水面付近における湿度の高い空気中の水蒸気が第２の透湿部材５２の各透湿管５２１内部へと進入して吸収液と接触する。この第２の透湿部材５２の透湿管５２１を構成する透湿膜は、上記第１の透湿部材３の透湿管３１を構成する材料と同じであり、気体（水蒸気を含む）は通すが液体（水を含む）を通さない性質を有するものを使用し、例えば、疎水性ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができ、具体的にはゴアテックス（登録商標、ジャパンゴアテックス社）やフレミオン（登録商標、旭硝子）などを挙げることができる。
【００１７】
循環ユニット６は、第１の透湿部材３と第２の透湿部材５２との間で吸収液を循環させるユニットであり、第１の透湿部材３と第２の透湿部材５２とを接続する第１の配管６１及び第２の配管６２を有している。第２の配管６２には送液ポンプ６３が設置されおり、この送液ポンプ６３によって、吸収液が、第１の配管６１においては第２の透湿部材５２から第１の透湿部材３へ、第２の配管６２においては第１の透湿部材３から第２の透湿部材５２へと流れ、第１の透湿部材３と第２の透湿部材５２との間を循環している。また、循環ユニット６は、第２の配管６２に接続されたリザーブタンク６４をさらに備えている。このリザーブタンク６４を設けることによって、第１及び第２の配管６１，６２内を循環する吸収液の量を適宜調整することができ、水蒸気の吸収によって吸収液の体積が膨張する問題を解決することができる。なお、吸収液は、空気中に含まれる水蒸気を吸収するものであればよく、例えば、塩化リチウム水溶液や、塩化カルシウム水溶液、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、リン酸、硫酸、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などを好ましく用いることができる。この中でも塩化リチウム水溶液が加吸湿能力面、環境面、無害性の観点から好ましい。
【００１８】
次に、このように構成された調湿システムの運転方法について説明する。
【００１９】
まず、室内の暖房運転について説明する。暖房運転中は第１の送風ファン２１及び第２の送風ファン４５が回転して気流を発生させており、冷媒配管Ｐ内を冷媒が循環している。この冷媒配管Ｐ内を循環する冷媒は、圧縮機４４により圧縮されて高温・高圧となり、四方切換弁４３を介して室内熱交換器２２に送られる。室内熱交換器２２に送られた冷媒は、第１の送風ファン２１によって送られる室内の空気と熱交換して凝縮することで、室内熱交換器２２近傍の空気を加熱するとともに冷媒自体は冷却されて膨張弁４１へと送られる。膨張弁４１へ送られた冷媒は、膨張弁４１によって急激に減圧されて低温・低圧となって室外熱交換器４２へと送られる。室外熱交換器４２に送られた冷媒は、第２の送風ファン４５によって送られる室外熱交換器４２近傍の空気と熱交換されて蒸発することで室外熱交換器４２近傍の空気から熱を奪う。蒸発した冷媒は、再度圧縮機４４に吸引されて上述したサイクルを繰り返す。このサイクルを繰り返すことで室内の空気を暖めるが、空気を暖めることで室内の空気の相対湿度は低くなり、室内は乾燥した状態となる。
【００２０】
上記暖房運転によって乾燥した室内を加湿するための加湿運転について説明する。なお、この加湿運転は通常上記暖房運転と同時に行われる。まず、貯留部５１内に水を貯留する。この貯留部５１の水面近傍の湿度の高い空気が第２の透湿部材５２の各透湿管５２１内部を通過する。この各透湿管５２１内部を通過する空気中の水蒸気は、各透湿管５２１の内部を流れる含水量（含水蒸気量）の少ない吸収液に吸収される。このように水蒸気を吸収して含水量が多くなった吸収液は、第１の配管６１を介して第１の透湿部材３へと送られる。第１の透湿部材３は第１の送風ファン２１から送られた空気が内部を通過しているが、この内部を通過する室内の空気は乾燥しており相対湿度が低いため、第１の透湿部材３の各透湿管３１内を流れる吸収液中の水蒸気を吸収して第１の透湿部材３から排出される。そして、室内の空気に水蒸気として水分を奪われて含水量が少なくなった吸収液は、第２の配管６２を介して再度第２の透湿部材５２に送られ、貯留部５１の水面近傍の空気から水蒸気を吸収する。以上のサイクルを繰り返すことにより、貯留部５１の水面近傍に存在する水蒸気が吸収液を輸送媒体として室内に放出され、室内を加湿する。なお、この調湿システム１の加湿機能は、室内の第１の透湿部材３近傍における空気の相対湿度が、室外における第２の透湿部材５２近傍における空気の相対湿度よりも低いときに発揮される。通常は、室内の空気よりも貯留部５１の水面近傍の空気の方が相対湿度が高い。また、冬季における室内の空気は相対湿度が低い状態となっており、また、暖房運転をすることでより相対湿度は低くなっている。
【００２１】
加湿運転を続けると室外の相対湿度よりも室内の相対湿度の方が高くなるが、次に、調湿システム１を利用した室内の除湿運転、特に暖房運転を停止させている夜間に行う除湿運転について説明する。
【００２２】
この場合は、まず、貯留部５１内の水を取り除く。そして、圧縮機４４を作動させず冷媒配管Ｐ内の冷媒は循環させないが、第１の送風ファン２１及び第２の送風ファンは回転させる。第１の送風ファン２１から送られた室内の空気が第１の透湿部材３の各透湿管３１内を通過するが、室内の空気は室外の空気に比べて相対湿度が高くなっているため、各透湿管３１内を流れる吸収液に水蒸気が吸収される。水蒸気が吸収されて相対湿度が低くなった空気が室内に排出されるとともに、室内の空気から水蒸気を吸収して含水量が多くなった吸収液は、循環ユニット６によって第２の透湿部材５２へと送られる。第２の透湿部材５２は第２の送風ファン４５によって発生する気流中に配置されているため、室外の相対湿度の低い空気が第２の透湿部材５２の各透湿管５２１内を通過する。このとき、室外の空気は吸収液から水蒸気を吸収して室外へと放出される。そして、室外の空気によって水蒸気が放出されて含水量が低くなった吸収液は、循環ユニット６によって再度第１の透湿部材３へと送られる。以上のサイクルを繰り返すことで、室内を除湿することができる。
【００２３】
以上、本実施形態によれば、熱源を必要とすることなく、室内を加湿することができる。また、加湿運転時に、第２の透湿部材５２を、水を貯留した貯留部５１内に配置しているため、安定して水蒸気を室内へと供給することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、第２の送風ファン４５の回転によって発生する気流中に第２の透湿部材５２を配置しているが、第２の透湿部材５２の配置場所は特に限定されるものではなく、第２の送風ファン４５の気流中でなくてもよい。
【００２５】
また、上記実施形態では、第２の透湿部材５２は貯留部５１の水に一部浸っているが、貯留部５１内の水面近傍に配置されていれば特に水に浸っている必要は無い。
【００２６】
また、上記第１の透湿部材３又は第２の透湿部材５２は、複数の管状の透湿管から構成されているが、一つの筒状の透湿筒として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る調湿システムの実施形態を示す構成図である。
【図２】本実施形態に係る第１の透湿部材を示す概略図である。
【図３】本実施形態に係る第２の透湿部材を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  調湿システム
２  室内機
２１  第１の送風ファン
２２  室内熱交換器
３  第１の透湿部材
３１  透湿管
４  室外機
４２  室外熱交換器
５１  貯留部
５２  第２の透湿部材
５２１  透湿管
６  循環ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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