(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の蒸発によって冷熱を生成する冷熱生成手段（15）と、
放湿用空気として取り込んだ空気を除湿する除湿手段（60）と、
上記冷熱生成手段（15）で生じた水蒸気と上記除湿手段（60）で除湿された放湿用空気とが送り込まれ、送り込まれた両者の水蒸気圧の差によって上記水蒸気を放湿用空気に放出する水蒸気放出手段（40）とを備えている冷凍装置。
【請求項２】
請求項１記載の冷凍装置において、
冷熱生成手段（15）で生じた水蒸気を昇圧させて水蒸気放出手段（40）へ送り込む昇圧手段（30）を備えている冷凍装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の冷凍装置において、
水蒸気放出手段（40）は、水蒸気を透過させる水蒸気透過膜（41）を有し、該水蒸気透過膜（41）を介して放湿用空気に水蒸気を放出するように構成されている冷凍装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３記載の冷凍装置において、
水蒸気放出手段（40）から送り込まれた放湿用空気を加熱する空気加熱手段（50）を備える一方、
除湿手段（60）は、該除湿手段（60）に放湿用空気として取り込まれた空気から吸湿し且つ上記空気加熱手段（50）から送り込まれた放湿用空気に対して放湿する湿度媒体を有している冷凍装置。
【請求項５】
請求項４記載の冷凍装置において、
空気加熱手段（50）は、廃熱を用いて放湿用空気を加熱するように構成されている冷凍装置。
【請求項６】
請求項４記載の冷凍装置において、
除湿手段（60）の湿度媒体は、水分を吸着する固体吸着剤を備えている冷凍装置。
【請求項７】
請求項６記載の冷凍装置において、
除湿手段（60）の湿度媒体は、デシカントロータ（61）により構成されている冷凍装置。
【請求項８】
請求項４記載の冷凍装置において、
除湿手段（60）の湿度媒体は、水分を吸収する液体吸収剤により構成されている冷凍装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１記載の冷凍装置において、
冷熱生成手段（15）は、被冷却空気に水を供給して該被冷却空気を冷却する加湿冷却部（20）と、被冷却空気から水蒸気を分離する水蒸気分離部（25）とを備えている冷凍装置。
【請求項１０】
請求項９記載の冷凍装置において、
加湿冷却部（20）は、被冷却空気として取り込んだ空気を冷却して水蒸気分離部（25）へ送り込むように構成されている冷凍装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の冷凍装置において、
水蒸気分離部（25）は、水蒸気を透過させる水蒸気透過膜（26）を有し、該水蒸気透過膜（26）を介して被冷却空気から水蒸気を分離するように構成されている冷凍装置。
【請求項１２】
請求項９，１０又は１１記載の冷凍装置において、
加湿冷却部（20）は、被冷却空気に水分を噴霧するように構成されている冷凍装置。
【請求項１３】
請求項９，１０又は１１記載の冷凍装置において、
加湿冷却部（20）は、水分を透過させる透湿膜（21）を有し、該透湿膜（21）を介して被冷却空気に水分を供給するように構成されている冷凍装置。
【請求項１４】
請求項１乃至８の何れか１記載の冷凍装置において、
冷熱生成手段（15）は、水の蒸発によって生成した冷熱を被冷却空気に与えて該被冷却空気を冷却する蒸発冷却部（70）を備えている冷凍装置。
【請求項１５】
請求項１乃至８の何れか１記載の冷凍装置において、
冷熱生成手段（15）は、水の蒸発によって冷水を生成する蒸発冷却部（70）を備えている冷凍装置。
【請求項１６】
請求項１乃至８の何れか１記載の冷凍装置において、
冷熱生成手段（15）は、水の蒸発によって氷を生成する蒸発冷却部（70）を備えている冷凍装置。
【請求項１７】
請求項１４，１５又は１６記載の冷凍装置において、
蒸発冷却部（70）は、所定の減圧状態とされる低圧空間（73）を有し、水を低圧空間（73）へ導入して蒸発させるように構成されている冷凍装置。
【請求項１８】
請求項１４，１５又は１６記載の冷凍装置において、
蒸発冷却部（70）は、水分を透過させる透湿膜（74）により区画され且つ所定の減圧状態とされる低圧空間（76）を有し、水が上記透湿膜（74）を介して低圧空間（76）へ蒸発透過するように構成されている冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍装置に関し、特に、水を直接蒸発させて冷熱を生成する冷凍装置の改良に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の冷凍装置には、特開平６−２５７８９０号公報に開示されているように、減圧状態で水を蒸発させて冷水を生成するものがある。具体的に、上記冷凍装置では、真空容器内に水を噴霧して、その一部が蒸発潜熱を奪って蒸発することによって冷水を生成している。また、蒸発により生じた水蒸気は、圧縮機で圧縮しされて凝縮器へ送られ、凝縮器で冷却水と熱交換して凝縮する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の冷凍装置（特開平６−２５７８９０号）では、蒸発により生じた水蒸気を凝縮させることによって処理している。従って、真空容器で発生した水蒸気を、圧縮機によって蒸発温度の飽和蒸気圧から凝縮温度の飽和蒸気圧まで昇圧させなければならない。また、この凝縮温度については、冷却水の温度に対応して設定する必要があり、ある程度高い温度に設定せざるを得ない。このため、圧縮機での昇圧比が大きくなり、水蒸気の圧縮に要する動力が過大となるという問題があった。
【０００４】
本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもので、高効率で水を蒸発させて冷熱を生成することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明が講じた第１の解決手段は、冷凍装置を対象とし、水の蒸発によって冷熱を生成する冷熱生成手段（15）と、放湿用空気として取り込んだ空気を除湿する除湿手段（60）と、上記冷熱生成手段（15）で生じた水蒸気と上記除湿手段（60）で除湿された放湿用空気とが送り込まれ、送り込まれた両者の水蒸気圧の差によって上記水蒸気を放湿用空気に放出する水蒸気放出手段（40）とを設けるものである。
【０００６】
本発明が講じた第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、冷熱生成手段（15）で生じた水蒸気を昇圧させて水蒸気放出手段（40）へ送り込む昇圧手段（30）を設けるものである。
【０００７】
本発明が講じた第３の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段において、水蒸気放出手段（40）は、水蒸気を透過させる水蒸気透過膜（41）を有し、該水蒸気透過膜（41）を介して放湿用空気に水蒸気を放出するように構成されるものである。
【０００８】
本発明が講じた第４の解決手段は、第１，第２又は第３の解決手段において、水蒸気放出手段（40）から送り込まれた放湿用空気を加熱する空気加熱手段（50）を備える一方、除湿手段（60）が、該除湿手段（60）に放湿用空気として取り込まれた空気から吸湿し且つ上記空気加熱手段（50）から送り込まれた放湿用空気に対して放湿する湿度媒体を有するものである。
【０００９】
本発明が講じた第５の解決手段は、上記第４の解決手段において、空気加熱手段（50）は、廃熱を用いて放湿用空気を加熱するように構成されるものである。
【００１０】
本発明が講じた第６の解決手段は、上記第４の解決手段において、除湿手段（60）の湿度媒体が、水分を吸着する固体吸着剤を備えるものである。
【００１１】
本発明が講じた第７の解決手段は、上記第６の解決手段において、除湿手段（60）の湿度媒体は、デシカントロータ（61）により構成されるものである。
【００１２】
本発明が講じた第８の解決手段は、上記第４の解決手段において、除湿手段（60）の湿度媒体は、水分を吸収する液体吸収剤により構成されるものである。
【００１３】
本発明が講じた第９の解決手段は、上記第１〜第８の何れか１の解決手段において、冷熱生成手段（15）は、被冷却空気に水を供給して該被冷却空気を冷却する加湿冷却部（20）と、被冷却空気から水蒸気を分離する水蒸気分離部（25）とを備えるものである。
【００１４】
本発明が講じた第１０の解決手段は、上記第９の解決手段において、加湿冷却部（20）は、被冷却空気として取り込んだ空気を冷却して水蒸気分離部（25）へ送り込むように構成されるものである。
【００１５】
本発明が講じた第１１の解決手段は、上記第９又は第１０の解決手段において、水蒸気分離部（25）は、水蒸気を透過させる水蒸気透過膜（26）を有し、該水蒸気透過膜（26）を介して被冷却空気から水蒸気を分離するように構成されるものである。
【００１６】
本発明が講じた第１２の解決手段は、上記第９，第１０又は第１１の解決手段において、加湿冷却部（20）は、被冷却空気に水分を噴霧するように構成されるものである。
【００１７】
本発明が講じた第１３の解決手段は、上記第９，第１０又は第１１の解決手段において、加湿冷却部（20）は、水分を透過させる透湿膜（21）を有し、該透湿膜（21）を介して被冷却空気に水分を供給するように構成されるものである。
【００１８】
本発明が講じた第１４の解決手段は、上記第１〜第８の何れか１の解決手段において、冷熱生成手段（15）は、水の蒸発によって生成した冷熱を被冷却空気に与えて該被冷却空気を冷却する蒸発冷却部（70）を備えるものである。
【００１９】
本発明が講じた第１５の解決手段は、上記第１〜第８の何れか１の解決手段において、冷熱生成手段（15）は、水の蒸発によって冷水を生成する蒸発冷却部（70）を備えるものである。
【００２０】
本発明が講じた第１６の解決手段は、上記第１〜第８の何れか１の解決手段において、冷熱生成手段（15）は、水の蒸発によって氷を生成する蒸発冷却部（70）を備えるものである。
【００２１】
本発明が講じた第１７の解決手段は、上記第１４，第１５又は第１６の解決手段において、蒸発冷却部（70）は、所定の減圧状態とされる低圧空間（73）を有し、水を低圧空間（73）へ導入して蒸発させるように構成されるものである。
【００２２】
本発明が講じた第１８の解決手段は、上記第１４，第１５又は第１６の解決手段において、蒸発冷却部（70）は、水分を透過させる透湿膜（74）により区画され且つ所定の減圧状態とされる低圧空間（76）を有し、水が上記透湿膜（74）を介して低圧空間（76）へ蒸発透過するように構成されるものである。
【００２３】
−作用−
上記第１の解決手段では、冷熱生成手段（15）において水が蒸発し、冷熱が生成する。冷熱生成手段（15）で生じた水蒸気は、水蒸気放出手段（40）へ送られる。また、水蒸気放出手段（40）には、除湿手段（60）から放湿用空気が送り込まれる。この放湿用空気は、除湿手段（60）において除湿されて水蒸気分圧が低減されている。水蒸気放出手段（40）では、冷熱生成手段（15）からの水蒸気が放湿用空気に対して放出される。この水蒸気の放出は、両者の水蒸気圧の差によって行われる。つまり、水蒸気の圧力が放湿用空気の水蒸気分圧よりも高い状態において、水蒸気が放湿用空気へ放出される。
【００２４】
上記第２の解決手段では、冷熱生成手段（15）で生じた水蒸気が昇圧手段（30）で昇圧されてから水蒸気放出手段（40）へ送られる。つまり、冷熱生成手段（15）の水蒸気は、昇圧手段（30）によって圧力が高められた後に水蒸気放出手段（40）へ送り込まれる。
【００２５】
上記第３の解決手段では、水蒸気放出手段（40）において、水蒸気と放湿用空気とが水蒸気透過膜（41）によって仕切られる。水蒸気の圧力が放湿用空気の水蒸気分圧よりも高い状態では、水蒸気透過膜（41）の両側における水蒸気圧の差によって水蒸気が水蒸気透過膜（41）を透過する。従って、水蒸気は、水蒸気透過膜（41）を介して放湿用空気に放出される。
【００２６】
上記第４の解決手段では、除湿手段（60）に湿度媒体が設けられる。湿度媒体は、除湿手段（60）が放湿用空気として取り込んだ空気から吸湿する。この湿度媒体の吸湿によって、除湿手段（60）は放湿用空気の除湿を行う。除湿された放湿用空気は、水蒸気放出手段（40）へ導入される。また、湿度媒体は、空気加熱手段（50）で加熱された後の放湿用空気に対して放湿する。即ち、湿度媒体は、空気加熱手段（50）からの放湿用空気によって再生される。
【００２７】
上記第５の解決手段では、各種の機器から排出される廃熱が、空気加熱手段（50）における放湿用空気の加熱に利用される。この種の廃熱としては、コージェネレーションシステム等からの廃熱が例示される。
【００２８】
上記第６の解決手段では、固体吸着剤が放湿用空気に含まれる水蒸気を吸着する。この固体吸着剤による吸着によって、湿度媒体が放湿用空気からの吸湿を行う。また、固体吸着剤は、空気加熱手段（50）で加熱された放湿用空気によって加熱され、固体吸着剤から水分が脱着する。この固体吸着剤からの脱着によって、湿度媒体は放湿用空気に対する放湿を行う。
【００２９】
上記第７の解決手段では、固体吸着剤がデシカントロータ（61）に設けられる。デシカントロータ（61）の回転移動に伴って、固体吸着剤は、除湿手段（60）に放湿用空気として取り込まれた空気と接触する状態と、空気加熱手段（50）から送り込まれた放湿用空気と接触する状態とに切り換わる。従って、固体吸着剤への水蒸気の吸着と、固体吸着剤からの水分の脱着が交互に行われる。
【００３０】
上記第８の解決手段では、液体吸収剤が放湿用空気に含まれる水蒸気を吸収する。即ち、湿度媒体である液体吸収剤は、水蒸気を吸収することによって放湿用空気からの吸湿を行う。また、液体吸収剤は、空気加熱手段（50）で加熱された放湿用空気によって加熱され、液体吸収剤から水分が脱着する。即ち、湿度媒体である液体吸収剤は、液体吸収在中の水分が脱着することによって放湿用空気への放湿を行う。
【００３１】
上記第９の解決手段では、冷熱生成手段（15）に加湿冷却部（20）と水蒸気分離部（25）とが設けられる。加湿冷却部（20）は、被冷却空気に水を供給し、供給した水の蒸発に伴って生成する冷熱で被冷却空気を冷却する。具体的に、加湿冷却部（20）で被冷却空気に給水すると、被冷却空気はほぼ等エンタルピ過程で変化し、その絶対湿度が上昇して温度が低下する。また、水蒸気分離部（25）では、被冷却空気から水蒸気を分離して該被冷却空気の湿度を調節する。つまり、加湿冷却部（20）では被冷却空気の温度が低下すると同時に湿度が上昇する一方、水蒸気分離部（25）において被冷却空気の湿度が所定値に調節される。
【００３２】
尚、本解決手段においては、加湿冷却部（20）で被冷却空気を加湿冷却した後に水蒸気分離部（25）で該被冷却空気から水蒸気を分離してもよく、また、逆に水蒸気分離部（25）で被冷却空気から水蒸気を分離した後に加湿冷却部（20）で該被冷却空気を加湿冷却するようにしてもよい。
【００３３】
上記第１０の解決手段では、加湿冷却部（20）で加湿冷却された被冷却空気が水蒸気分離部（25）へ送り込まれる。つまり、冷熱生成手段（15）において、加湿冷却部（20）の下流に水蒸気分離部（25）が配置される。
【００３４】
上記第１１の解決手段では、水蒸気分離部（25）に水蒸気透過膜（26）が設けられる。そして、この水蒸気透過膜（26）の両側における水蒸気圧の差によって、被冷却空気に含まれる水蒸気が該水蒸気透過膜（26）を透過し、被冷却空気から分離される。即ち、水蒸気分離部（25）において水蒸気と被冷却空気と水蒸気透過膜（26）で仕切ると、水蒸気の圧力が放湿用空気の水蒸気分圧よりも低い状態において、被冷却空気中の水蒸気が水蒸気透過膜（26）を透過する。
【００３５】
上記第１２の解決手段では、加湿冷却部（20）において、被冷却空気に水分が噴霧される。噴霧された水分は被冷却空気中で蒸発し、これによって被冷却空気の温度が低下する。
【００３６】
上記第１３の解決手段では、加湿冷却部（20）において、被冷却空気と液体である水とが透湿膜（21）で仕切られる。被冷却空気には、水分が透湿膜（21）を蒸発透過することによって供給され、この水分の供給によって被冷却空気の温度が低下する。
【００３７】
上記第１４の解決手段では、冷熱生成手段（15）に蒸発冷却部（70）が設けられる。この蒸発冷却部（70）では、生成した冷熱が被冷却空気に付与されて該被冷却空気が冷却される。
【００３８】
上記第１５の解決手段では、冷熱生成手段（15）に蒸発冷却部（70）が設けられる。この蒸発冷却部（70）では、生成した冷熱を利用して水が冷却されて冷水が生成する。
【００３９】
上記第１６の解決手段では、冷熱生成手段（15）に蒸発冷却部（70）が設けられる。この蒸発冷却部（70）では、生成した冷熱を利用して水が冷却されて氷が生成する。
【００４０】
上記第１７の解決手段では、蒸発冷却部（70）に低圧空間（73）が区画形成される。低圧空間（73）は、所定の減圧状態、即ち大気圧以下の所定圧力に設定される。また、低圧空間（73）には、水が供給される。低圧空間（73）では、供給された水の一部が蒸発潜熱を奪って蒸発し、残りの水の温度が低下する。
【００４１】
上記第１８の解決手段では、蒸発冷却部（70）において、低圧空間（76）が透湿膜（74）によって区画される。低圧空間（76）は、所定の減圧状態、即ち大気圧以下の所定圧力に設定される。また、蒸発冷却部（70）には、常圧（大気圧）の水が供給される。この常圧の水は、その一部が透湿膜（74）を蒸発透過して低圧空間（76）へ移動し、残りの温度が低下する。
【００４２】
【発明の効果】
上記の解決手段では、水蒸気放出手段（40）において水蒸気圧の差によって水蒸気を放湿用空気へ放出すると共に、水蒸気放出手段（40）へ送られる放湿用空気については予め除湿して水蒸気分圧の低減を図っている。従って、冷熱生成手段（15）の水蒸気を昇圧して水蒸気放出手段（40）へ送る場合、昇圧手段（30）では除湿された放湿用空気の水蒸気分圧よりも高い圧力まで水蒸気を昇圧させれば充分である。このため、従来のような水蒸気を凝縮させる場合に比べ、昇圧手段（30）における昇圧比を小さく設定することが可能となる。この結果、水蒸気の昇圧に要する動力を削減でき、冷凍装置の高効率化を図ることが出来る。
【００４３】
また、除湿手段（60）を設けて、放湿用空気を除湿してから水蒸気放出手段（40）に導入している。このため、放湿用空気の水蒸気分圧を除湿によって低下させ、該水蒸気分圧を冷熱生成手段（15）での水蒸気の圧力よりも低くした場合、水蒸気を全く昇圧させることなく、水蒸気放出手段（40）において水蒸気を放湿用空気に放出できる。従って、この場合には、水蒸気を昇圧させる過程を省略することが可能となる。
【００４４】
上記第４〜第８の解決手段によれば、吸湿と放湿を行う湿度媒体を用いることによって、除湿手段（60）での放湿用空気の除湿を連続して確実に行うことが可能となる。また、水蒸気放出手段（40）からの放湿用空気を空気加熱手段（50）で加熱し、この加熱された放湿用空気を湿度媒体の再生に利用している。つまり、取り込まれた放湿用空気は、湿度媒体の再生にも利用される。従って、湿度媒体の再生のために別途に空気を取り込む必要がなくなり、構成の複雑化を回避することができる。
【００４５】
特に、第５の解決手段によれば、空気加熱手段（50）での放湿用空気の加熱に廃熱を利用することができる。従って、廃熱をそのまま捨てずに利用することによってエネルギの有効活用を図ると共に、コストのかからない廃熱を利用することによって運転に要するエネルギコストを削減することができる。
【００４６】
上記第９〜第１３の解決手段では、加湿冷却部（20）と水蒸気分離部（25）とを冷熱生成手段（15）に設けるようにしている。従って、被冷却空気について、加湿冷却部（20）における温度調節と、水蒸気分離部（25）における湿度調節との両方を行うことが可能となる。このため、被冷却空気の温度だけでなく湿度も所定範囲とする必要がある用途（例えば、被冷却空気を室内に供給して冷房を行う場合）についても、本発明に係る冷凍装置を適用することができ、該冷凍装置の用途の拡大を図ることができる。
【００４７】
特に、第１２の解決手段では、加湿冷却部（20）において被冷却空気に水分を直接噴霧している。従って、加湿冷却部（20）の構成を簡素化することができる。また、第１３の解決手段では、加湿冷却部（20）において透湿膜（21）を介して被冷却空気に水分を供給している。従って、スケールの付着等による性能の低下を回避することができ、加湿冷却部（20）の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
上記第１４〜第１８の解決手段によれば、冷熱生成手段（15）で生成した冷熱を各種の対象物の冷却に利用することができる。特に、上記第１８の解決手段によれば、蒸発冷却部（70）に供給された水から蒸発した水蒸気だけを低圧空間（76）へ導入することができる。従って、供給された水に溶け込んでいる不純物等が冷熱生成手段（15）より下流へ侵入するのを回避でき、水蒸気放出手段（40）や昇圧手段（30）等におけるスケールの付着等を防止して冷凍装置の信頼性を向上させることができる。また、本解決手段によれば、蒸発冷却部（70）に供給された水を常圧に維持したまま該水の温度を低下させることが可能となる。このため、特に蒸発冷却部（70）で冷水や氷を生成する場合には、生成した冷水や氷の取り出しが容易となる。
【００４９】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００５０】
図１に示すように、本実施形態１に係る冷凍装置は、利用系統（11）と、水蒸気系統（12）と、放湿系統（13）とを備えている。このヒートポンプは、水の蒸発によって冷熱を生成し、生成した冷熱によって冷却した被冷却空気を室内に供給して冷房を行う空調機に構成されている。
【００５１】
上記利用系統（11）は、加湿冷却部（20）と水蒸気分離部（25）とを順に接続して構成されている。利用系統（11）は、室内空気を被冷却空気として取り込み、取り込んだ被冷却空気を加湿冷却部（20）に送り込む。また、利用系統（11）は、水蒸気分離部（25）から流出した被冷却空気を室内に供給する。
【００５２】
上記加湿冷却部（20）及び水蒸気分離部（25）は、冷熱生成手段（15）を構成している。
【００５３】
上記加湿冷却部（20）は、容器状に形成されている。加湿冷却部（20）の内部には、水分を透過させる透湿膜（21）により仕切られて、水側空間（22）と空気空間（23）とが区画形成されている。空気空間（23）には、利用系統（11）に被冷却空気として取り込まれた空気が送り込まれる。水側空間（22）には、給水管（55）が接続され、該給水管（55）を通じて水道水が送り込まれる。そして、加湿冷却部（20）は、水側空間（22）の水道水が透湿膜（21）を蒸発透過して空気空間（23）の被冷却空気に供給されることによって、被冷却空気を加湿により冷却するように構成されている。
【００５４】
上記水蒸気分離部（25）は、容器状に形成されている。水蒸気分離部（25）の内部には、水蒸気を透過させる水蒸気透過膜（26）により仕切られて、空気空間（27）と水蒸気空間（28）とが区画形成されている。
【００５５】
水蒸気分離部（25）の空気空間（27）は、利用系統（11）における上記加湿冷却部（20）の下流に接続されている。この空気空間（27）には、加湿冷却部（20）で加湿により冷却された被冷却空気が導入される。一方、水蒸気分離部（25）の水蒸気空間（28）は、閉空間に形成され、内部の圧力が所定値に設定されている。具体的に、水蒸気空間（28）の内圧は、空気空間（27）に導入された被冷却空気の水蒸気分圧よりも低く設定されている。このため、水蒸気分離部（25）における水蒸気透過膜（26）の両側では水蒸気圧の差が存在し、この水蒸気圧差によって水蒸気透過膜（26）を水蒸気が透過する。即ち、水蒸気分離部（25）は、空気空間（27）に導入された被冷却空気に含まれる水蒸気を水蒸気空間（28）へ移動させることによって、該被冷却空気から水蒸気を分離するように構成されている。
【００５６】
上記水蒸気系統（12）は、水蒸気分離部（25）と、昇圧手段である圧縮機（30）と、水蒸気放出手段である水蒸気放出部（40）とを順に接続して構成されている。この水蒸気系統（12）は、水蒸気分離部（25）における水蒸気空間（28）の水蒸気を圧縮機（30）へ送り込むと共に、圧縮機（30）から流出した水蒸気を水蒸気放出部（40）へ送り込む。
【００５７】
上記圧縮機（30）は、ターボ圧縮機により構成されている。この圧縮機（30）は、駆動軸（31）を介して電動機（32）と連結され、該電動機（32）によって回転駆動される。そして、圧縮機（30）は、水蒸気分離部（25）の水蒸気空間（28）から水蒸気を吸引し、吸引した水蒸気を圧縮して昇圧させるように構成されている。
【００５８】
上記水蒸気放出部（40）は、容器状に形成されている。水蒸気放出部（40）の内部には、水蒸気を透過させる水蒸気透過膜（41）により仕切られて、水蒸気空間（42）と空気空間（43）とが区画形成されている。
【００５９】
水蒸気放出部（40）の水蒸気空間（42）は、閉空間に形成されている。この水蒸気空間（42）には、上記圧縮機（30）で圧縮されて昇圧した水蒸気が導入される。一方、水蒸気分離部（25）の空気空間（27）は、放湿系統（13）に接続されている。この空気空間（43）には、放湿系統（13）を通じて放湿用空気が導入される。この放湿系統（13）については、後述する。
【００６０】
水蒸気放出部（40）では、水蒸気空間（42）の内圧は、空気空間（43）に導入された放湿用空気の水蒸気分圧よりも高く設定されている。このため、水蒸気放出部（40）における水蒸気透過膜（41）の両側では水蒸気圧の差が存在し、この水蒸気圧差によって水蒸気透過膜（41）を水蒸気が透過する。即ち、水蒸気放出部（40）は、水蒸気空間（42）へ導入された水蒸気を空気空間（43）へ移動させることによって、該水蒸気を放湿用空気に放出するように構成されている。
【００６１】
上記放湿系統（13）には、除湿手段である除湿機構（60）と、上記水蒸気放出部（40）と、空気加熱手段（50）である加熱熱交換器（50）とが設けられている。具体的に、放湿系統（13）は、除湿機構（60）の吸湿部（62）と、水蒸気放出部（40）の空気空間（43）と、加熱熱交換器（50）と、除湿機構（60）の再生部（63）とを順に接続して構成されている。この放湿系統（13）は、室外空気を放湿用空気として取り込み、取り込んだ放湿用空気を除湿機構（60）の吸湿部（62）に送り込む。また、放湿系統（13）は、除湿機構（60）の再生部（63）から流出した放湿用空気を室外に排出する。
【００６２】
上記加熱熱交換器（50）は、放湿系統（13）における水蒸気放出部（40）の下流に接続されている。この加熱熱交換器（50）には、水蒸気放出部（40）の空気空間（43）から放湿用空気が送り込まれる。また、加熱熱交換器（50）には、温水回路（51）が接続されている。温水回路（51）は、図外の廃熱源に接続され、廃熱源から排出される廃熱で加熱された熱媒水を加熱熱交換器（50）に送り込む。加熱熱交換器（50）は、送り込まれた放湿用空気と熱媒水とを熱交換させ、廃熱源の廃熱を利用して放湿用空気の加熱を行うように構成されている。尚、廃熱源としては、ガスタービンやガスエンジン、更にはコージェネレーションシステムの原動機などが例示される。
【００６３】
上記除湿機構（60）は、デシカントロータ（61）、吸湿部（62）及び再生部（63）を備え、いわゆるロータリ式の除湿器と同様に構成されている。
【００６４】
上記デシカントロータ（61）は、固体吸着剤を備えている。固体吸着剤は、多孔性の無機化合物を主成分として構成される。この無機化合物としては、細孔径が０．１〜２０ｎｍ程度で水分を吸着するものが選ばれる。また、デシカントロータ（61）は、図外のモータで回転駆動されて吸湿部（62）と再生部（63）の間を移動する。
【００６５】
上記吸湿部（62）は、放湿系統（13）における水蒸気放出部（40）の上流に接続されている。吸湿部（62）には、放湿系統（13）に取り込まれた放湿用空気が導入される。この吸湿部（62）では、導入された放湿用空気がデシカントロータ（61）と接触し、放湿用空気に含まれる水蒸気がデシカントロータ（61）の固体吸着剤に吸着される。吸湿部（62）で除湿された放湿用空気は、水蒸気放出部（40）の空気空間（43）へ送り込まれる。
【００６６】
上記再生部（63）は、放湿系統（13）における加熱熱交換器（50）の下流に接続されている。この再生部（63）では、導入された放湿用空気がデシカントロータ（61）と接触し、デシカントロータ（61）の固体吸着剤から水分が脱着する。この水分の脱着によって、再生部（63）ではデシカントロータ（61）の再生が行われる。デシカントロータ（61）から脱着した水蒸気を受けた放湿用空気は、その後に室外へ排出される。
【００６７】
−運転動作−
冷房運転時の動作について、図２の空気線図を参照しながら説明する。
【００６８】
利用系統（11）では、点Ａの状態の室内空気が被冷却空気として取り込まれる。点Ａの状態の被冷却空気は、加湿冷却部（20）の空気空間（23）に送り込まれる。また、加湿冷却部（20）の水側空間（22）には、給水管（55）を通じて水道水が供給される。加湿冷却部（20）では、水側空間（22）の水道水が透湿膜（21）を透過し、蒸発により生じた水蒸気が空気空間（23）の被冷却空気に供給される。加湿冷却部（20）の空気空間（23）では、被冷却空気がほぼ等エンタルピ過程で変化する。そして、被冷却空気は、その湿度が上昇して温度が低下し、点Ｂの状態となる。
【００６９】
点Ｂの状態の被冷却空気は、加湿冷却部（20）の空気空間（23）から水蒸気分離部（25）の空気空間（27）へ送り込まれる。水蒸気分離部（25）では、空気空間（27）に導入された被冷却空気の水蒸気分圧よりも水蒸気空間（28）の内圧の方が低くなるようにされている。このため、水蒸気透過膜（26）の両側における水蒸気圧の差によって、被冷却空気に含まれる水蒸気が水蒸気透過膜（26）を透過して水蒸気空間（28）へ移動する。この水蒸気の移動によって、被冷却空気は、その絶対湿度が低下して点Ｃの状態となる。点Ｃの状態の被冷却空気は、利用系統（11）を通じて室内に供給され、室内の冷房に利用される。
【００７０】
水蒸気系統（12）では、圧縮機（30）が電動機（32）によって回転駆動される。圧縮機（30）は、水蒸気分離部（25）の水蒸気空間（28）から水蒸気を吸引する。つまり、水蒸気分離部（25）で被冷却空気から分離された水蒸気は、水蒸気系統（12）を通じて圧縮機（30）に導入される。圧縮機（30）は、吸引した水蒸気を圧縮して所定の圧力まで昇圧させる。具体的に、圧縮機（30）は、水蒸気放出部（40）の空気空間（43）に導入される放湿用空気の水蒸気分圧よりも所定値だけ高い圧力にまで水蒸気を昇圧させる。昇圧した水蒸気は、圧縮機（30）から水蒸気放出部（40）の水蒸気空間（42）に送り込まれる。
【００７１】
放湿系統（13）では、点Ｄの状態の室外空気が放湿用空気として取り込まれる。点Ｄの状態の放湿用空気は、除湿機構（60）の吸湿部（62）へ送り込まれる。吸湿部（62）へ導入された放湿用空気は、デシカントロータ（61）と接触する。この吸湿部（62）では、放湿用空気に含まれる水蒸気がデシカントロータ（61）の固体吸着剤に吸着され、放湿用空気はほぼ等エンタルピ過程で変化する。そして、放湿用空気は、その湿度が低下して温度が上昇し、点Ｅの状態となる。
【００７２】
点Ｅの状態の放湿用空気は、水蒸気放出部（40）の空気空間（43）に送り込まれる。つまり、放湿用空気は、除湿機構（60）で除湿されてその水蒸気分圧が低められた後に水蒸気放出部（40）の空気空間（43）へ導入される。水蒸気放出部（40）では、空気空間（43）に導入された放湿用空気の水蒸気分圧よりも水蒸気空間（42）の内圧の方が高くなるようにされている。このため、水蒸気透過膜（41）の両側における水蒸気圧の差によって、水蒸気空間（42）の水蒸気が水蒸気透過膜（41）を透過して空気空間（43）へ移動する。この水蒸気の移動によって、放湿用空気は、その絶対湿度が上昇して点Ｆの状態となる。
【００７３】
点Ｆの状態の放湿用空気は、加熱熱交換器（50）へ送り込まれる。また、加熱熱交換器（50）には、温水回路（51）を通じて図外の廃熱源から熱媒水が送り込まれる。加熱熱交換器（50）では、放湿用空気が熱媒水と熱交換を行って加熱される。この加熱によって、放湿用空気は、その温度が上昇して点Ｇの状態となる。この点Ｇの状態において、放湿用空気の相対湿度は、点Ｅの状態における相対湿度よりも低くなっている。
【００７４】
点Ｇの状態の放湿用空気は、除湿機構（60）の再生部（63）に送り込まれる。再生部（63）へ導入された放湿用空気は、デシカントロータ（61）と接触する。この再生部（63）では、放湿用空気によってデシカントロータ（61）の固体吸着剤が加熱され、固体吸着剤から水分が脱着する。この水分の脱着によって、デシカントロータ（61）が再生されると共に、放湿用空気はほぼ等エンタルピ過程で変化する。そして、放湿用空気は、その湿度が上昇して温度が低下し、点Ｈの状態となる。点Ｈの状態の放湿用空気は、放湿系統（13）を通じて室外に排出される。
【００７５】
−実施形態１の効果−
本実施形態１では、放湿用空気を除湿機構（60）で除湿してから水蒸気放出部（40）へ送り込むようにしている。つまり、水蒸気放出部（40）の空気空間（43）には、予め除湿されて水蒸気分圧を低められた湿用空気が導入される。このため、従来のような放湿用空気の除湿を行わない場合に比べ、水蒸気放出部（40）における水蒸気空間（42）の圧力を低く設定することが可能となる。即ち、圧縮機（30）の吐出圧力を上記従来の場合に比べて低く設定でき、圧縮機（30）の昇圧比を小さくすることができる。従って、圧縮機（30）を駆動する電動機（32）への入力を削減でき、ＣＯＰ（成績係数）の向上を図ることができる。
【００７６】
また、放湿系統（13）を構成し、水蒸気放出部（40）における水蒸気の放出のために取り込んだ放湿用空気を、加熱熱交換器（50）で加熱することによってデシカントロータ（61）の再生にも利用している。このため、デシカントロータ（61）の再生のために別途空気を取り込む必要がなくなり、構成の簡素化を図ることができる。
【００７７】
更に、加熱熱交換器（50）では、廃熱源からの廃熱を利用して放湿用空気の加熱を行っている。このため、廃熱をそのまま捨てずに利用することによってエネルギの有効活用を図ると共に、コストのかからない廃熱を利用することによって運転に要するエネルギコストを削減できる。また、加熱熱交換器（50）で放湿用空気を加熱しているため、再生部（63）におけるデシカントロータ（61）の再生を確実に行うことが可能となる。
【００７８】
また、本実施形態１では、加湿冷却部（20）と水蒸気分離部（25）とによって冷熱生成手段（15）を構成するようにしている。従って、被冷却空気について、加湿冷却部（20）における温度調節と、水蒸気分離部（25）における湿度調節とを、別個に独立して行うことが可能となる。このため、室内に供給される被冷却空気の温度及び湿度を共に所定の範囲とすることが可能となり、快適性の向上を図ることができる。
【００７９】
更に、冷熱生成手段（15）においては、加湿冷却部（20）の下流に水蒸気分離部（25）を配置している。従って、利用系統（11）に取り込まれた被冷却空気は、加湿冷却部（20）で絶対湿度が上昇して水蒸気分圧が高められた後に、水蒸気分離部（25）の空気空間（27）へ導入される。このため、利用系統（11）に取り込まれた被冷却空気を先に水蒸気分離部（25）へ送り込む場合に比べ、水蒸気分離部（25）における水蒸気空間（28）の圧力を高く設定することができる。この結果、圧縮機（30）が吸入する水蒸気の圧力を高めることができ、圧縮機（30）での昇圧比を小さくして電動機（32）への入力を削減でき、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００８０】
また、加湿冷却部（20）では、透湿膜（21）を介して被冷却空気に水分を供給している。従って、スケールの付着等による加湿冷却性能の低下を回避することができ、加湿冷却部（20）の信頼性を向上させることができる。
【００８１】
−実施形態１の変形例−
《変形例１》
図３に示すように、冷熱生成手段（15）において、加湿冷却部（20）と水蒸気分離部（25）の位置を入れ替え、水蒸気分離部（25）の下流に加湿冷却部（20）を設けるようにしてもよい。この場合、利用系統（11）に取り込まれた放湿用空気は、水蒸気分離部（25）の空気空間（27）へ導入されて水蒸気を分離された後に、加湿冷却部（20）の空気空間（23）へ導入されて加湿により冷却される。
【００８２】
本変形例１では、水蒸気分離膜２において、該水蒸気分離膜２の両側における水蒸気圧の差によって被冷却空気から水蒸気を分離している。従って、水蒸気分離部（25）では、利用系統（11）に被冷却空気として取り込まれた室内空気の水蒸気分圧（例えば２．３kPa）に対応して、この水蒸気部圧よりも水蒸気空間（28）の圧力を低く（例えば１．３kPa）設定すればよい。このため、水を直接蒸発させて冷熱を生成する場合の飽和水蒸気圧（例えば１．２kPa）よりも水蒸気空間（28）の圧力を高く設定でき、圧縮機（30）での昇圧比を小さくしてＣＯＰの向上を図ることができる。
【００８３】
《変形例２》
上記実施形態１では、加湿冷却部（20）において、透湿膜（21）を介して被冷却空気に水分を供給している。これに対し、加湿冷却部（20）の構成を変更し、被冷却空気に直接水分を噴霧することによって被冷却空気を加湿するようにしてもよい。この場合、被冷却空気中で水分が蒸発し、被冷却空気の温度が低下する。本変形例２によれば、加湿冷却部（20）の構成を簡素化することができる。
【００８４】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、上記実施形態１において、冷熱生成手段（15）の構成を変更するものである。その他の構成は、上記実施形態１と同様である。
【００８５】
図４に示すように、本実施形態２では、蒸発冷却部（70）によって冷熱生成手段（15）が構成される。この蒸発冷却部（70）には、低圧空間（71）と空気通路（72）とが形成されている。
【００８６】
蒸発冷却部（70）の低圧空間（71）は、閉空間に構成されて所定の減圧状態とされている。具体的に、低圧空間（71）の圧力は、所定の温度レベルの冷熱を得るのに必要な水の蒸発温度に対応した飽和蒸気圧とされている。また、低圧空間（71）には、給水管（55）が接続され、この給水管（55）を通じて水道水が供給される。低圧空間（71）に導入された水は、その一部が蒸発潜熱を奪って蒸発し、残りの水の温度が低下して冷水となる。
【００８７】
蒸発冷却部（70）の低圧空間（71）は、水蒸気系統（12）に接続されている。この低圧空間（71）で生じた水蒸気は、圧縮機（30）に吸引されて圧縮され、その後に水蒸気放出部（40）へ送り込まれる。また、給水管（55）は、低圧空間（71）における蒸発量に対応した量の水を補給する。
【００８８】
蒸発冷却部（70）の空気通路（72）は、利用系統（11）に接続されている。この空気通路（72）には、利用系統（11）が被冷却空気として取り込んだ室内空気が送り込まれる。そして、蒸発冷却部（70）は、空気通路（72）に導入された被冷却空気と低圧空間（71）で生成した冷水とを熱交換させ、被冷却空気を冷却するように構成されている。即ち、蒸発冷却部（70）では、低圧空間（71）の冷水と空気通路（72）の被冷却空気とが直接に接触することはない。蒸発冷却部（70）で冷却された被冷却空気は、利用系統（11）を通じて室内に供給され、室内の冷房に利用される。
【００８９】
【発明の実施の形態３】
本発明の実施形態３は、上記実施形態２において、蒸発冷却部（70）の構成を変更し、蒸発冷却部（70）で水の冷却を行うようにしたものである。また、蒸発冷却部（70）の変更に伴って利用系統（11）の構成を変更し、利用系統（11）で熱媒水を流通させるようにしたものである。その他の構成は、上記実施形態２と同様である。
【００９０】
図５に示すように、本実施形態３における蒸発冷却部（70）は、容器状に形成されて内部が低圧空間（73）に構成されている。蒸発冷却部（70）の低圧空間（73）は、閉空間に構成されて所定の減圧状態とされている。具体的に、低圧空間（73）の圧力は、所定温度の冷水を得るのに必要な水の蒸発温度に対応した飽和蒸気圧とされている。
【００９１】
蒸発冷却部（70）には利用系統（11）が接続され、利用系統（11）を流通する熱媒水が蒸発冷却部（70）の低圧空間（73）に送り込まれる。この低圧空間（73）では、導入された熱媒水の一部が蒸発潜熱を奪って蒸発し、残りの熱媒水が冷却されて冷水となる。また、蒸発冷却部（70）の低圧空間（71）は、水蒸気系統（12）に接続されている。この低圧空間（71）で生じた水蒸気は、圧縮機（30）に吸引されて圧縮され、その後に水蒸気放出部（40）の水蒸気空間（42）へ送り込まれる。
【００９２】
本実施形態の利用系統（11）は、図外のファンコイルユニットと蒸発冷却部（70）との間で熱媒水を循環させる閉回路に構成されている。ファンコイルユニットは、蒸発冷却部（70）から送られた熱媒水と室内空気とを熱交換させるように構成されている。蒸発冷却部（70）の低圧空間（73）で冷却された熱媒水は、ファンコイルユニットに送られて室内空気と熱交換する。この熱交換によって室内空気が冷却され、冷却した室内空気を供給して室内の冷房が行われる。ファンコイルユニットで室内空気から吸熱した熱媒水は、再び蒸発冷却部（70）に戻されてこの循環を繰り返す。また、利用系統（11）には、蒸発冷却部（70）における蒸発量に対応する量の水が補給される。
【００９３】
−実施形態３の変形例−
上記実施形態３では、蒸発冷却部（70）において冷水を生成するようにしているが、これに代えて、水を更に冷却して氷を生成するようにしてもよい。この場合、生成した氷は、各種の用途に利用することが可能である。この氷の用途としては、例えば、氷を蓄氷槽に蓄えて氷蓄熱を行ったり、食品冷蔵用のフレークアイスとして利用することが挙げられる。
【００９４】
【発明の実施の形態４】
本発明の実施形態４は、上記実施形態３において、蒸発冷却部（70）の構成を変更するものである。その他の構成は、上記実施形態３と同様である。また、上記実施形態３の変形例を本実施形態４に適用することも可能である。
【００９５】
図６に示すように、本実施形態４の蒸発冷却部（70）は、容器状に形成されている。蒸発冷却部（70）の内部には、水分を透過させる透湿膜（74）により仕切られて、水側空間（75）と低圧空間（76）とが区画形成されている。
【００９６】
上記蒸発冷却部（70）の水側空間（75）には、利用系統（11）が接続されて熱媒水が送り込まれる。この水側空間（75）は、利用系統（11）を通じて導入された熱媒水で満たされている。従って、透湿膜（74）における水側空間（75）の側の表面は、熱媒水と接触している。一方、蒸発冷却部（70）の低圧空間（76）は、閉空間に構成されて所定の減圧状態とされている。具体的に、低圧空間（76）の圧力は、所定温度の冷水を得るのに必要な水の蒸発温度に対応した飽和蒸気圧とされている。
【００９７】
上記蒸発冷却部（70）では、水側空間（75）に導入された熱媒水の一部が透湿膜（74）を蒸発透過して低圧空間（76）へ移動する。このため、水側空間（75）の残りの熱媒水から蒸発潜熱が奪われ、水側空間（75）内の熱媒水が冷却される。冷却された熱媒水は、利用系統（11）を通じて図外のファンコイルユニットに送られ、室内空気の冷却に利用される。一方、低圧空間（76）には水蒸気系統（12）が接続され、低圧空間（76）の水蒸気が圧縮機（30）に吸引される。圧縮機（30）は、吸引した水蒸気を圧縮した後に水蒸気放出部（40）の水蒸気空間（42）へ送り込まれる。
【００９８】
−実施形態４の効果−
本実施形態４では、蒸発冷却部（70）の透湿膜（74）を設け、該透湿膜（74）を透過して水蒸気だけが低圧空間（76）へ移動するようにしている。従って、蒸発冷却部（70）の水側空間（75）に導入された熱媒水に不純物等が溶け込んでいる場合であっても、この不純物等が水蒸気系統（12）へ侵入するのを回避できる。このため、圧縮機（30）や水蒸気放出部（40）におけるスケールの付着等を防止することができ、保守作業を簡素化できると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【００９９】
また、本実施形態４の蒸発冷却部（70）では、透湿膜（74）を介して熱媒水を蒸発透過させるようにしているため、蒸発冷却部（70）の水側空間（75）を常圧（大気圧）の状態とすることができる。このため、蒸発冷却部（70）で冷却された熱媒水を容易に水側空間（75）から取り出すことができ、構成の簡素化を図ることができる。
【０１００】
【発明の実施の形態５】
本発明の実施形態５は、上記実施形態１において、圧縮機（30）を省略したものである。また、圧縮機（30）の省略に伴って、除湿機構（60）の構成が変更されている。その他の構成は、上記実施形態１と同様である。
【０１０１】
図７に示すように、本実施形態５では、水蒸気分離部（25）の水蒸気空間（28）と、水蒸気放出部（40）の水蒸気空間（42）とが水蒸気系統（12）によって直接に接続されている。つまり、水蒸気分離部（25）で被冷却空気から分離された水蒸気は、昇圧されずにそのまま水蒸気放出部（40）へ送り込まれる。従って、水蒸気放出部（40）における水蒸気空間（42）の圧力は、水蒸気分離部（25）における水蒸気空間（28）の圧力とほぼ等しい。
【０１０２】
除湿機構（60）は、吸湿部（62）に導入された放湿用空気を除湿し、該放湿用空気の水蒸気分圧を所定値とするように構成されている。具体的に、除湿機構（60）は、放湿用空気の水蒸気分圧が水蒸気放出部（40）における水蒸気空間（42）の圧力よりも低くなるように放湿用空気を除湿し、除湿後の放湿用空気を水蒸気放出部（40）の空気空間（43）へ送り込む。従って、本実施形態５の水蒸気放出部（40）においても、水蒸気透過膜（41）の両側では水蒸気圧の差が存在し、水蒸気空間（42）の水蒸気が水蒸気透過膜（41）を透過して空気空間（43）へ移動する。
【０１０３】
−運転動作−
冷房運転時の動作について、図８の空気線図を参照しながら説明する。
【０１０４】
加湿冷却部（20）及び水蒸気分離部（25）における動作は、上記実施形態１と同様である。即ち、利用系統（11）には点Ｉの状態の室内空気が被冷却空気として取り込まれ、この被冷却空気が加湿冷却部（20）の空気空間（23）に導入される。加湿冷却部（20）において、被冷却空気は加湿により冷却され、その湿度が上昇して温度が低下し、点Ｊの状態となる。点Ｊの状態の被冷却空気は、水蒸気分離部（25）の空気空間（27）へ送り込まれ、この被冷却空気から水蒸気が分離される。水蒸気分離部（25）では、被冷却空気の絶対湿度が低下して点Ｋの状態となる。点Ｋの状態の被冷却空気は、利用系統（11）を通じて室内に供給され、室内の冷房に利用される。
【０１０５】
一方、水蒸気分離部（25）で被冷却空気から分離された水蒸気は、水蒸気系統（12）を通じて水蒸気分離部（25）の水蒸気空間（28）から水蒸気放出部（40）の水蒸気空間（42）へと流れる。
【０１０６】
放湿系統（13）では、点Ｌの状態の室外空気が放湿用空気として取り込まれる。点Ｌの状態の放湿用空気は、除湿機構（60）の吸湿部（62）へ送り込まれてデシカントロータ（61）と接触する。この吸湿部（62）では、放湿用空気に含まれる水蒸気がデシカントロータ（61）の固体吸着剤に吸着され、放湿用空気はほぼ等エンタルピ過程で変化する。そして、放湿用空気は、その湿度が低下して温度が上昇し、点Ｈの状態となる。この点Ｈの状態における放湿用空気は、その水蒸気分圧が水蒸気放出部（40）における水蒸気空間（42）の圧力よりも低い状態となっている。
【０１０７】
点Ｍの状態の放湿用空気は、水蒸気放出部（40）の空気空間（43）に送り込まれる。水蒸気放出部（40）では、空気空間（43）に導入された放湿用空気の水蒸気分圧よりも水蒸気空間（42）の内圧の方が高くされている。このため、水蒸気透過膜（41）の両側における水蒸気圧の差によって、水蒸気空間（42）の水蒸気が水蒸気透過膜（41）を透過して空気空間（43）へ移動する。この水蒸気の移動によって、放湿用空気は、その絶対湿度が上昇して点Ｎの状態となる。
【０１０８】
点Ｎの状態の放湿用空気は、加熱熱交換器（50）へ送り込まれ、図外の廃熱源からの熱媒水と熱交換を行って加熱される。この加熱によって、放湿用空気は、その温度が上昇して点Ｏの状態となる。この点Ｏの状態において、放湿用空気の相対湿度は、点Ｍの状態における相対湿度よりも低くなっている。
【０１０９】
点Ｏの状態の放湿用空気は、除湿機構（60）の再生部（63）に送り込まれてデシカントロータ（61）と接触する。この再生部（63）では、放湿用空気によってデシカントロータ（61）の固体吸着剤が加熱され、固体吸着剤から水分が脱着する。この水分の脱着によって、デシカントロータ（61）が再生されると共に、放湿用空気は放湿用空気はほぼ等エンタルピ過程で変化する。そして、放湿用空気は、その湿度が上昇して温度が低下し、点Ｐの状態となる。点Ｐの状態の放湿用空気は、放湿系統（13）を通じて室外に排出される。
【０１１０】
−実施形態５の効果−
本実施形態５では、除湿機構（60）における放湿用空気の除湿量を増大させることによって、圧縮機（30）の省略を可能としている。従って、本実施形態５によれば、除湿機構（60）の除湿能力は高く設定する必要があるものの、圧縮機（30）を省略して構成の簡略化を図ることができる。
【０１１１】
−実施形態５の変形例−
上記実施形態５では、水蒸気分離部（25）と水蒸気放出部（40）とをそれぞれ別体に形成し、水蒸気分離部（25）の水蒸気空間（28）と水蒸気放出部（40）水蒸気空間（42）の間を水蒸気系統（12）により接続している。
【０１１２】
これに対し、図９に示すように、水蒸気分離部（25）と水蒸気放出部（40）とを一体に形成するようにしてもよい。この場合、水蒸気分離部（25）と水蒸気放出部（40）は、一つの水蒸気空間（35）を共有することとなる。つまり、水蒸気分離部（25）では、被冷却空気中の水蒸気が水蒸気透過膜（26）を透過して水蒸気空間（35）へ移動する。また、水蒸気空間（35）の水蒸気は、水蒸気透過膜（41）を透過して水蒸気放出部（40）の空気空間（43）へ移動する。
【０１１３】
【発明のその他の実施の形態】
上記各実施形態では、固体吸着剤を用いて除湿機構（60）を構成するようにしたが、これに代えて、液体吸収剤を用いて除湿機構（60）を構成するようにしてもよい。以下、本変形例に係る除湿機構（60）について、図１０を参照しながら説明する。尚、図１０は、本変形例に係る除湿機構（60）を上記実施形態１（図１参照）に適用した場合を示している。
【０１１４】
本変形例の除湿機構（60）は、吸湿部（65）と溶液ポンプ（67）と再生部（66）とを順に液配管（68）で接続して成る循環回路（64）によって構成されている。この循環回路（64）には、液体吸収剤として金属ハロゲン化物の水溶液が充填されている。この種の金属ハロゲン化物としては、LiCl、LiBr、CaCl2等が例示される。尚、この液体吸収剤を親水性の有機化合物の水溶液としてもよい。この種の有機化合物としては、エチレングリコール、グリセリン、吸水性樹脂等が例示される。
【０１１５】
上記吸湿部（65）は、放湿系統（13）における水蒸気放出部（40）の上流に設けられている。吸湿部（65）には、水分を透過させる透湿膜によって仕切られた空気側空間と液側空間とが形成されている。空気側空間には、放湿系統（13）が接続されて放湿用空気が導入される。液側空間には、液配管（68）が接続されて液体吸収剤が導入される。吸湿部（65）では、空気側空間の放湿用空気と液側空間の液体吸収剤とが透湿膜を介して間接的に接触し、該放湿用空気に含まれる水分が透湿膜を透過して該液体吸収剤に吸収される。吸湿部（65）で除湿された放湿用空気は、水蒸気放出部（40）の空気空間（43）へ送られる。
【０１１６】
上記再生部（66）は、放湿系統（13）における加熱熱交換器（50）の下流に設けられている。再生部（66）には、吸湿部（65）と同様に、水分を透過させる透湿膜によって仕切られた空気側空間と液側空間とが形成されている。空気側空間には、放湿系統（13）が接続され、加熱熱交換器（50）で加熱された放湿用空気が導入される。液側空間には、液配管（68）が接続されて液体吸収剤が導入される。再生部（66）では、空気側空間の放湿用空気と液側空間の液体吸収剤とが透湿膜を介して間接的に接触する。そして、再生部（66）では、放湿用空気により加熱されて液体吸収剤から水分が脱着し、液体吸収剤が再生される。
【０１１７】
上記循環回路（64）では、溶液ポンプ（67）によって内部を液体吸収剤が循環する。即ち、吸湿部（65）では、液体吸収剤が放湿用空気から水蒸気を吸収し、液体吸収剤の濃度が低下する。濃度が低下した液体吸収剤は、再生部（66）に送られる。再生部（66）では、液体吸収剤が加熱され、該液体吸収剤から水分が脱着する。この水分の脱着によって、液体吸収剤の濃度が上昇する。濃度が上昇した液体吸収剤は、その後に吸湿部（65）へ送られ、この循環を繰り返す。
【０１１８】
尚、本変形例では、吸湿部（65）及び再生部（66）において、透湿膜を介して空気と液体吸収剤とを間接的に接触させるようにしているが、これに代えて、空気と液体吸収剤とを直接に接触させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る冷凍装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】実施形態１に係る冷凍装置の動作を説明するための空気線図である。
【図３】実施形態１の変形例に係る冷凍装置の構成を示す概略構成図である。
【図４】実施形態２に係る冷凍装置の構成を示す概略構成図である。
【図５】実施形態３に係る冷凍装置の構成を示す概略構成図である。
【図６】実施形態４に係る冷凍装置の構成を示す概略構成図である。
【図７】実施形態５に係る冷凍装置の構成を示す概略構成図である。
【図８】実施形態５に係る冷凍装置の動作を説明するための空気線図である。
【図９】実施形態５の変形例に係る冷凍装置の構成を示す概略構成図である。
【図１０】その他の実施形態に係る冷凍装置の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
（15）  冷熱生成手段
（20）  加湿冷却部
（21）  透湿膜
（25）  水蒸気分離部
（26）  水蒸気透過膜
（30）  圧縮機（昇圧手段）
（40）  水蒸気放出部（水蒸気放出手段）
（41）  水蒸気透過膜
（50）  加熱熱交換器（空気加熱手段）
（60）  除湿機構（除湿手段）
（61）  デシカントロータ
（70）  蒸発冷却部
（73）  低圧空間
（74）  透湿膜
（76）  低圧空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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