特開 2024-177971 調湿装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024177971

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】調湿装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 3/14 20060101AFI20241217BHJP

   B01D 53/26 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

F24F3/14

B01D53/26 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096419

(22)【出願日】2023-06-12

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(74)【代理人】

【識別番号】100227732

【弁理士】

【氏名又は名称】小澤 祥二

(72)【発明者】

【氏名】秋田 智行

【テーマコード（参考）】

3L053

4D052

【Ｆターム（参考）】

3L053BC03

3L053BC05

3L053BC10

4D052AA08

4D052CF00

4D052DA03

4D052DA08

4D052DA09

4D052DB01

4D052FA01

4D052FA05

4D052GA01

4D052GB00

4D052GB11

4D052HA14

4D052HB01

(57)【要約】

【課題】 調湿装置において、除湿に必要なエネルギを低減させる技術を提供する。
【解決手段】 調湿装置は、空気中の水蒸気を吸湿する液体調湿剤と、液体調湿剤と空気とを接触させて空気の除湿をおこなう処理機と、処理機において除湿に使用された液体調湿剤を、処理機において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、液体調湿剤の濃縮をおこなう再生機と、を備え、処理機は、第１の液体調湿剤と空気とを接触させる第１の気液接触器と、第１の気液接触器において除湿された空気と、第１の液体調湿剤よりも溶質濃度が高い第２の液体調湿剤と、を接触させる第２の気液接触器と、を含んでいる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

調湿装置であって、
空気中の水蒸気を吸湿する液体調湿剤と、
前記液体調湿剤と空気とを接触させて空気の除湿をおこなう処理機と、
前記処理機において除湿に使用された前記液体調湿剤を、前記処理機において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、前記液体調湿剤の濃縮をおこなう再生機と、を備え、
前記処理機は、
第１の前記液体調湿剤と空気とを接触させる第１の気液接触器と、
前記第１の気液接触器において除湿された空気と、第１の前記液体調湿剤よりも溶質濃度が高い第２の前記液体調湿剤と、を接触させる第２の気液接触器と、を含んでいる、
調湿装置。

【請求項2】

請求項１に記載の調湿装置であって、
前記再生機は、
前記第１の気液接触器において除湿された空気の除湿に使用された第２の前記液体調湿剤を、前記第２の気液接触器において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、空気を接触させることで、空気を加湿し、かつ、第２の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第３の気液接触器と、
前記第１の気液接触器において空気の除湿に使用された第１の前記液体調湿剤を、前記第１の気液接触器において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、前記第３の気液接触器において加湿された空気を接触させることで、前記第３の気液接触器において加湿された空気をさらに加湿し、かつ、第１の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第４の気液接触器と、を有する、
調湿装置。

【請求項3】

請求項１に記載の調湿装置であって、
前記再生機は、
前記第１の気液接触器において除湿された空気の除湿に使用された第２の前記液体調湿剤を、前記第２の気液接触器において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、第２の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第３の気液接触器と、
前記第１の気液接触器において空気の除湿に使用された第１の前記液体調湿剤を、前記第１の気液接触器において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、第１の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第４の気液接触器と、を有する、
調湿装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の調湿装置は、さらに、
前記液体調湿剤を加熱するための加熱媒体を前記再生機に供給する温熱供給部を有する加熱部を備え、
前記加熱媒体は、前記第３の気液接触器において第２の前記液体調湿剤を加熱したのち、前記第４の気液接触器において第１の前記液体調湿剤を加熱するように、前記再生機に供給される、
調湿装置。

【請求項5】

請求項４に記載の調湿装置であって、
前記温熱供給部は、太陽熱によって加熱された前記加熱媒体を前記再生機に供給する、
調湿装置。

【請求項6】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の調湿装置は、さらに、
液体調湿剤を加熱する加熱部を備え、
前記加熱部は、前記再生機において空気と接触する液体調湿剤に太陽光を照射することで、前記液体調湿剤を前記処理機において除湿に使用されているときよりも高温の状態とする、
調湿装置。

【請求項7】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の調湿装置は、さらに、
前記液体調湿剤を冷却するための冷熱媒体を前記処理機に供給する冷熱供給部を備え、
前記冷熱媒体は、前記第２の気液接触器において第２の前記液体調湿剤を冷却したのち、前記第１の気液接触器において第１の前記液体調湿剤を冷却するように、前記処理機に供給される、
調湿装置。

【請求項8】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の調湿装置は、さらに、
前記処理機において空気の除湿に使用された液体調湿剤と、前記再生機において空気を加湿に使用された液体調湿剤との間で熱のやり取りを行うための熱交換器を備える、
調湿装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、調湿装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、液体調湿剤を用いて調湿を行う調湿装置が知られている。例えば、特許文献１，２に記載の調湿装置では、液体調湿剤と空気とを接触させることで、液体調湿剤が空気に含まれる水蒸気を吸湿し、空気は除湿される。空気の除湿に使用された液体調湿剤は、加熱され、空気と接触することで、再生される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－３６０９３号公報

【特許文献2】特開２０２０－６２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１，２のような先行技術によっても、調湿装置において、除湿に必要なエネルギを低減させる技術については、なお、改善の余地があった。例えば、特許文献１，２に記載の調湿装置では、除湿に使用された液体調湿剤の再生温度を下げるために、液体調湿剤の濃度を薄くすると、除湿温度が下がるため、除湿時に液体調湿剤を冷却するためのエネルギが大きくなる。また、除湿可能な温度を上げるために、液体調湿剤の濃度を濃くすると、除湿に使用された液体調湿剤の再生温度も上がるため、再生時に液体調湿剤を加熱するためのエネルギが大きくなる。したがって、液体調湿剤を用いて調湿を行う調湿装置において、除湿に必要なエネルギを低減させる技術が求められていた。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、調湿装置において、除湿に必要なエネルギを低減させる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、調湿装置が提供される。この調湿装置では、空気中の水蒸気を吸湿する液体調湿剤と、前記液体調湿剤と空気とを接触させて空気の除湿をおこなう処理機と、前記処理機において除湿に使用された前記液体調湿剤を、前記処理機において除湿に使用されているときの液体調湿剤の温度よりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、前記液体調湿剤の濃縮をおこなう再生機と、を備え、前記処理機は、第１の前記液体調湿剤と空気とを接触させる第１の気液接触器と、前記第１の気液接触器において除湿された空気と、第１の前記液体調湿剤よりも溶質濃度が高い第２の前記液体調湿剤と、を接触させる第２の気液接触器と、を含んでいる。

【0008】

この構成によれば、空気の除湿をおこなう処理機は、空気の流れに対して直列に並べられる、第１の気液接触器と第２の気液接触器とを備えている。これにより、処理機では、濃度が異なる液体調湿剤が、空気に含まれる水蒸気を段階的に吸収することから、除湿における気液接触器の負荷を分割することができるため、単段での除湿よりも除湿温度を高くすることができる。したがって、処理機において空気を除湿するときの除湿温度と、再生機において液体調湿剤の濃縮をおこなうことで再生するときの再生温度との温度差を小さくすることができるため、除湿に必要なエネルギを低減させることができる。

【0009】

（２）上記形態の調湿装置において、前記再生機は、前記第１の気液接触器において除湿された空気の除湿に使用された第２の前記液体調湿剤を、前記第２の気液接触器において除湿に使用されているときの第２の液体調湿剤の温度よりも高温の状態とし、空気を接触させることで、空気を加湿し、かつ、第２の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第３の気液接触器と、前記第１の気液接触器において空気の除湿に使用された第１の前記液体調湿剤を、前記第１の気液接触器において除湿に使用されているときの第１の液体調湿剤の温度よりも高温の状態とし、前記第３の気液接触器において加湿された空気を接触させることで、前記第３の気液接触器において加湿された空気をさらに加湿し、かつ、第１の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第４の気液接触器と、を有してもよい。この構成によれば、液体調湿剤を濃縮する再生機は、空気の流れに対して直列に並べられる、第３の気液接触器と第４の気液接触器とを備えている。処理機において除湿された空気に含まれていた水蒸気は、第１の液体調湿剤と第２の液体調湿剤とのそれぞれに吸収されているため、液体調湿剤の再生における気液接触器の負荷を分割することができる。これにより、再生温度を比較的低くすることができるため、除湿温度と再生温度との温度差がさらに小さくなり、除湿に必要なエネルギを低減させることができる。

【0010】

（３）上記形態の調湿装置において、前記再生機は、前記第１の気液接触器において除湿された空気をさらに除湿したあとの第２の前記液体調湿剤を、前記第２の気液接触器において除湿に使用されているときの第２の液体調湿剤の温度よりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、第２の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第３の気液接触器と、前記第１の気液接触器において空気を除湿したあとの第１の前記液体調湿剤を、前記第１の気液接触器において除湿に使用されているときの第１の液体調湿剤の温度よりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、第１の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第４の気液接触器と、を有してもよい。この構成によれば、液体調湿剤を濃縮する再生機は、第３の気液接触器と第４の気液接触器とを備えているため、液体調湿剤の再生における気液接触器の負荷を分割することができる。また、第３の気液接触器と第４の気液接触器とは、空気の流れに対して並列に配置されるため、第３の気液接触器と第４の気液接触器とのそれぞれは、除湿されていない空気を加湿することで液体調湿剤の濃縮をおこなうことができる。これにより、第３の気液接触器と第４の気液接触器とのいずれにおいても、液体調湿剤に含まれる水分を空気に放出しやすくなるため、再生温度をさらに低くすることができる。したがって、除湿温度と再生温度との温度差をさらに小さくすることができるため、除湿に必要なエネルギを低減させることができる。

【0011】

（４）上記形態の調湿装置は、さらに、前記液体調湿剤を加熱するための加熱媒体を前記再生機に供給する温熱供給部を有する加熱部を備え、前記加熱媒体は、前記第３の気液接触器において第２の前記液体調湿剤を加熱したのち、前記第４の気液接触器において第１の前記液体調湿剤を加熱するように、前記再生機に供給されてもよい。この構成によれば、加熱媒体は、第３の気液接触器において第２の液体調湿剤を加熱したのち、第４の気液接触器において第１の液体調湿剤を加熱する。これにより、比較的溶質濃度が高い第２の液体調湿剤は、第１の液体調湿剤よりも温度が高くなるように加熱することができる。したがって、第２の液体調湿剤の除湿能力を確実に回復させることができる。

【0012】

（５）上記形態の調湿装置において、前記温熱供給部は、太陽熱によって加熱された前記加熱媒体を前記再生機に供給してもよい。この構成によれば、温熱供給部は、再生可能エネルギである太陽熱によって加熱された加熱媒体を前記再生機に供給する。これにより、除湿に必要な化石エネルギを低減させることできる。

【0013】

（６）上記形態の調湿装置は、液体調湿剤を加熱する加熱部を備え、前記加熱部は、前記再生機において空気と接触する液体調湿剤に太陽光を照射することで、前記液体調湿剤を前記処理機において除湿に使用されているときよりも高温の状態としてもよい。この構成によれば、再生可能エネルギである太陽熱によって加熱される程度の温度でも、再生機において、液体調湿剤を濃縮することができる。

【0014】

（７）上記形態の調湿装置は、さらに、前記液体調湿剤を冷却するための冷熱媒体を前記処理機に供給する冷熱供給部を備え、前記冷熱媒体は、前記第２の気液接触器において第２の前記液体調湿剤を冷却したのち、前記第１の気液接触器において第１の前記液体調湿剤を冷却するように、前記処理機に供給してもよい。この構成によれば、冷熱媒体は、第２の気液接触器において第２の液体調湿剤を冷却したのち、第１の気液接触器において第１の液体調湿剤を冷却する。これにより、第２の液体調湿剤の温度を狙いの温度とすることで、処理機から排出される除湿された外気を狙いの湿度とすることができる。

【0015】

（８）上記形態の調湿装置において、前記処理機において空気を除湿したあとの液体調湿剤と、前記再生機において空気を加湿で使用された液体調湿剤との間で熱のやり取りを行うための熱交換器を備えてもよい。この構成によれば、処理機から排出される液体調湿剤と再生機から排出される液体調湿剤との間で熱交換させることで、再生機から排出される液体調湿剤がもっている温熱を有効に利用することができる。これにより、除湿に必要なエネルギをさらに低減させることができる。

【0016】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、調湿装置の製造方法、調湿装置を含むシステム、これら装置およびシステムの制御方法、これら装置およびシステムにおいて除湿を実行させるコンピュータプログラム等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態の調湿装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】調湿装置の第１の動作例を説明する第１の図である。

【図3】調湿装置の第１の動作例を説明する第２の図である。

【図4】調湿装置の第１の動作例を説明する第３の図である。

【図5】調湿装置の第２の動作例を説明する第１の図である。

【図6】調湿装置の第２の動作例を説明する第２の図である。

【図7】調湿装置の第３の動作例を説明する第１の図である。

【図8】調湿装置の第３の動作例を説明する第２の図である。

【図9】比較例の調湿装置の概略構成図である。

【図10】比較例の調湿装置の動作例を説明する第１の図である。

【図11】比較例の調湿装置の動作例を説明する第２の図である。

【図12】比較例の調湿装置の動作例を説明する第３の図である。

【図13】第２実施形態の調湿装置の概略構成を示す模式図である。

【図14】第１実施形態の調湿装置の変形例の概略構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の調湿装置１の概略構成を示す模式図である。本実施形態の調湿装置１は、液体調湿剤を用いて気体の調湿を行う。本実施形態では、調湿装置１は、室外の空気である外気を除湿するとともに、室内の空気である内気を用いて除湿に用いた液体調湿剤を再生する。調湿装置１は、外気を除湿する処理機１０と、液体調湿剤を再生する再生機２０と、処理機１０と再生機２０とに接続する第１の流路３１および第２の流路３２と、処理機１０の液体調湿剤を冷却する冷却部４０と、再生機２０の液体調湿剤を加熱する加熱部５０と、第１の流路３１または第２の流路３２に設けられる複数の熱交換器６１，６２と、制御部７０と、を備える。

【0019】

ここで、調湿装置１に用いられる液体調湿剤について説明する。本実施形態の調湿装置１において外気の除湿に用いられる液体調湿剤は、溶質として塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を含む水溶液である。本実施形態の液体調湿剤は、気液平衡において、同じ温度で塩化リチウム濃度が高くなるほど、気液平衡状態での空気の絶対湿度が低くなる。すなわち、同じ温度で塩化リチウム濃度が高くなるほど、その液体調湿剤による水蒸気を吸湿する能力、すなわち、除湿能力は大きくなる。

【0020】

処理機１０は、液体調湿剤と外気とを接触させることで、外気を除湿する。処理機１０は、第１の気液接触器１１と、第２の気液接触器１２と、を備える。本実施形態では、図１に示すように、第１の気液接触器１１と第２の気液接触器１２とは、外気の流れに対して直列に接続されており、ほぼ同じ温度において、外気を除湿する。ここで、便宜的に、第１の気液接触器１１に導入される前の外気を外気ｇ１０とし、第１の気液接触器１１において液体調湿剤と接触した外気ｇ１１とし、第２の気液接触器１２において液体調湿剤と接触した外気を外気ｇ１２とする。

【0021】

第１の気液接触器１１は、中空状の容器１１ａと、気液接触材１１ｂと、噴射部１１ｃと、を有する。気液接触材１１ｂは、親水性や吸水性に優れた多孔質体、例えば、セルロースである。容器１１ａには、外気ｇ１０が容器１１ａ内に流入可能な開口１１ｄと、外気ｇ１１が容器１１ａ内から流出可能な開口とが形成されている。本実施形態では、開口１１ｄは、例えば、室外に設置されている。気液接触材１１ｂは、図示しない送風機の駆動によって開口１１ｄを通る外気ｇ１０が内部を通るように容器１１ａ内に配置されている。噴射部１１ｃは、気液接触材１１ｂに液体調湿剤を噴射可能に形成されている。これにより、気液接触材１１ｂの内部を通る外気は、噴射部１１ｃによって噴射され気液接触材１１ｂに保持されている液体調湿剤と接触することで除湿される。噴射部１１ｃが噴射した液体調湿剤は、気液接触材１１ｂにおいて外気と接触し外気に含まれる水蒸気を吸湿したのち、容器１１ａの底部に溜まる。

【0022】

第２の気液接触器１２は、中空状の容器１２ａと、気液接触材１２ｂと、噴射部１２ｃと、を有する。気液接触材１２ｂは、親水性や吸水性に優れた多孔質体、例えば、セルロースである。容器１２ａには、外気ｇ１１が容器１２ａ内に流入可能な開口１２ｄと、外気ｇ１３が容器１２ａ内から流出可能な開口とが形成されている。気液接触材１２ｂは、外気が内部を通るように容器１２ａ内に配置されている。噴射部１２ｃは、気液接触材１２ｂに液体調湿剤を噴射可能に形成されている。これにより、気液接触材１２ｂの内部を通る外気は、噴射部１２ｃによって噴射され気液接触材１２ｂに保持されている液体調湿剤と接触することで除湿される。噴射部１２ｃが噴射した液体調湿剤は、気液接触材１２ｂにおいて外気と接触し外気に含まれる水蒸気を吸湿したのち、容器１２ａの底部に溜まる。

【0023】

本実施形態では、処理機１０において、第１の気液接触器１１の噴射部１１ｃが噴射する液体調湿剤と、第２の気液接触器１２の噴射部１２ｃが噴射する液体調湿剤とは、塩化リチウム濃度が異なっている。噴射部１２ｃが噴射する液体調湿剤の塩化リチウム濃度（第２濃度）は、噴射部１１ｃが噴射する液体調湿剤の塩化リチウム濃度（第１濃度）よりも大きい。以下、噴射部１１ｃが噴射する液体調湿剤を「第１の液体調湿剤」とし、噴射部１２ｃが噴射する液体調湿剤を「第２の液体調湿剤」という。

【0024】

再生機２０は、処理機１０において外気の除湿に使用された液体調湿剤を加熱し、内気と接触させることで、内気を加湿し、かつ、液体調湿剤の濃縮をおこなう。再生機２０は、第３の気液接触器２３と、第４の気液接触器２４と、を備える。本実施形態では、第３の気液接触器２３と第４の気液接触器２４とは、内気の流れに対して直列に接続されており、ほぼ同じ温度において、内気を加湿すると同時に、液体調湿剤の濃縮をおこなう。ここで、便宜的に、第３の気液接触器２３に導入される前の内気を内気ｇ２０とし、第３の気液接触器２３において液体調湿剤と接触した内気を内気ｇ２１とし、第４の気液接触器２４において液体調湿剤と接触した内気を内気ｇ２２とする。

【0025】

第３の気液接触器２３は、中空状の容器２３ａと、気液接触材２３ｂと、噴射部２３ｃと、を有する。気液接触材２３ｂは、親水性や吸水性に優れた多孔質体、例えば、セルロースである。容器２３ａには、内気ｇ２０が容器２３ａ内に流入可能な開口２３ｄと、内気ｇ２１が容器２３ａ内から流出可能な開口とが形成されている。本実施形態では、開口２３ｄは、例えば、室内に設置されている。気液接触材２３ｂは、図示しない送風機の駆動によって開口２３ｄを通る内気ｇ２０が内部を通るように容器２３ａ内に配置されている。噴射部２３ｃは、気液接触材２３ｂに液体調湿剤を噴射可能に形成されている。これにより、気液接触材２３ｂの内部を通る内気は、噴射部２３ｃによって噴射され気液接触材２３ｂに保持されている液体調湿剤と接触することで加湿される。噴射部２３ｃが噴射した液体調湿剤は、気液接触材２３ｂにおいて内気と接触し自身の水分を内気に放出したのち、容器２３ａの底部に溜まる。

【0026】

第４の気液接触器２４は、中空状の容器２４ａと、気液接触材２４ｂと、噴射部２４ｃと、を有する。気液接触材２４ｂは、親水性や吸水性に優れた多孔質体、例えば、セルロースである。容器２４ａには、内気ｇ２１が容器２４ａ内に流入可能な開口２４ｄと、内気ｇ２２が容器２４ａ内から流出可能な開口とが形成されている。気液接触材２４ｂは、内気が内部を通るように容器２４ａ内に配置されている。噴射部２４ｃは、気液接触材２４ｂに液体調湿剤を噴射可能に形成されている。これにより、気液接触材２４ｂの内部を通る内気は、噴射部２４ｃによって噴射され気液接触材２４ｂに保持されている液体調湿剤と接触することで加湿される。噴射部２４ｃが噴射した液体調湿剤は、気液接触材２４ｂにおいて内気と接触し自身の水分を内気に放出したのち、容器２４ａの底部に溜まる。

【0027】

本実施形態では、第３の気液接触器２３の噴射部２３ｃが噴射する液体調湿剤は、処理機１０の第２の気液接触器１２において除湿に用いられた液体調湿剤である。第４の気液接触器２４の噴射部２４ｃが噴射する液体調湿剤は、処理機１０の第１の気液接触器１１において除湿に用いられた液体調湿剤である。本実施形態の調湿装置１が備える第１の流路３１は、第１の気液接触器１１と第４の気液接触器２４とを接続し、第２の流路３２は、第２の気液接触器１２と第３の気液接触器２３とを接続する。

【0028】

第１の流路３１は、第１の液体調湿剤が流れる流路であって、複数の流路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを有する。流路３１ａは、第１の気液接触器１１の容器１１ａの底部と、熱交換器６１とに接続している。流路３１ａには、第１の液体調湿剤の流量を調整する送液ポンプ３３が設けられている。流路３１ｂは、熱交換器６１と熱交換器５５とに接続している。流路３１ｃは、熱交換器５５と第４の気液接触器２４の噴射部２４ｃとに接続している。流路３１ｄは、第４の気液接触器２４の容器２４ａの底部と、熱交換器６１とに接続している。流路３１ｄには、第１の液体調湿剤の流量を調整する送液ポンプ３４が設けられている。流路３１ｅは、熱交換器６１と熱交換器４５とに接続している。流路３１ｆは、熱交換器４５と第１の気液接触器１１の噴射部１１ｃとに接続している。

【0029】

第２の流路３２は、第２の液体調湿剤が流れる流路であって、複数の流路３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆを有する。流路３２ａは、第２の気液接触器１２の容器１２ａの底部と、熱交換器６２とに接続している。流路３２ａには、第２の液体調湿剤の流量を調整する送液ポンプ３５が設けられている。流路３２ｂは、熱交換器６２と熱交換器５２とに接続している。流路３２ｃは、熱交換器５２と第３の気液接触器２３の噴射部２３ｃとに接続している。流路３２ｄは、第３の気液接触器２３の容器２３ａの底部と、熱交換器６２とに接続している。流路３２ｄには、第２の液体調湿剤の流量を調整する送液ポンプ３６が設けられている。流路３２ｅは、熱交換器６２と熱交換器４２とに接続している。流路３２ｆは、熱交換器４２と第２の気液接触器１２の噴射部１２ｃとに接続している。

【0030】

冷却部４０は、冷熱源４１と、２つの熱交換器４２，４５と、２つの熱交換部４３，４４と、を含む。冷熱源４１と、２つの熱交換器４２，４５と、２つの熱交換部４３，４４とは、冷熱媒体が流通可能な流路によって接続されている。冷熱源４１は、例えば、ヒートポンプや冷却塔であって、冷熱媒体を生成する。熱交換器４２は、第２の気液接触器１２の噴射部１２ｃから噴射される前の第２の液体調湿剤と冷熱媒体との熱交換を行う。熱交換器４５は、第１の気液接触器１１の噴射部１１ｃから噴射される前の第１の液体調湿剤と冷熱媒体との熱交換を行う。これらの熱交換によって、液体調湿剤の冷却に必要なエネルギを低減することができる。熱交換部４３は、第２の気液接触器１２の気液接触材１２ｂに内蔵されている。熱交換部４４は、第１の気液接触器１１の気液接触材１１ｂに内蔵されている。本実施形態では、冷熱源４１が生成する冷熱媒体は、熱交換器４２、熱交換部４３、熱交換部４４、熱交換器４５の順に流れ、冷熱源４１に戻る。

【0031】

加熱部５０は、温熱源５１と、２つの熱交換器５２，５５と、２つの熱交換部５３，５４と、を含む。温熱源５１と、２つの熱交換器５２，５５と、２つの熱交換部５３，５４とは、加熱媒体が流通可能な流路によって接続されている。温熱源５１は、例えば、ヒートポンプや太陽熱受光装置であって、加熱媒体を生成する。本実施形態では、温熱源５１は、太陽熱を利用して、再生機２０に供給する加熱媒体を加熱する。熱交換器５２は、第３の気液接触器２３の噴射部２３ｃから噴射される前の第２の液体調湿剤と加熱媒体との熱交換を行う。熱交換器５５は、第４の気液接触器２４の噴射部２４ｃから噴射される前の第１の液体調湿剤と加熱媒体との熱交換を行う。これらの熱交換によって、液体調湿剤の加熱に必要なエネルギを低減することができる。熱交換部５３は、第３の気液接触器２３の気液接触材２３ｂに内蔵されている。熱交換部５４は、第４の気液接触器２４の気液接触材２４ｂに内蔵されている。本実施形態では、温熱源５１が生成する加熱媒体は、熱交換器５２、熱交換部５３、熱交換部５４、熱交換器５５の順に流れ、温熱源５１に戻る。温熱源５１と、２つの熱交換器５２，５５とは、特許請求の範囲に記載の「温熱供給部」に相当する。

【0032】

熱交換器６１は、第１の気液接触器１１から第４の気液接触器２４に向かって流れる第１の液体調湿剤と、第４の気液接触器２４から第１の気液接触器１１に向かって流れる第１の液体調湿剤との熱交換を行う。熱交換器６１での熱交換によって、第１の気液接触器１１から第４の気液接触器２４に向かって流れる第１の液体調湿剤の温度は上昇し、第４の気液接触器２４から第１の気液接触器１１に向かって流れる第１の液体調湿剤の温度は低下する。これにより、第４の気液接触器２４での第１の液体調湿剤の加熱に必要なエネルギを低減し、かつ、第１の気液接触器１１での第１の液体調湿剤の冷却に必要なエネルギを低減することができる。

【0033】

熱交換器６２は、第２の気液接触器１２から第３の気液接触器２３に向かって流れる第２の液体調湿剤と、第３の気液接触器２３から第２の気液接触器１２に向かって流れる第２の液体調湿剤との熱交換を行う。熱交換器６２での熱交換によって、第２の気液接触器１２から第３の気液接触器２３に向かって流れる第２の液体調湿剤の温度は上昇し、第３の気液接触器２３から第２の気液接触器１２に向かって流れる第２の液体調湿剤の温度は低下する。これにより、第３の気液接触器２３での第２の液体調湿剤の加熱に必要なエネルギを低減し、かつ、第２の気液接触器１２での第２の液体調湿剤の冷却に必要なエネルギを低減することができる。

【0034】

制御部７０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および、ＣＰＵを含んで構成されるコンピュータである。制御部７０は、送液ポンプ３３，３４，３５，３６、冷却部４０、加熱部５０、および、図示しない送風機に電気的に接続している。制御部７０は、事前に入力されているプログラムに応じて、冷却部４０と加熱部５０とによる液体調湿剤の温度を制御するとともに、送液ポンプ３３，３４，３５，３６による液体調湿剤の流量を制御する。また、制御部７０は、送風機を制御し、処理機１０に導入する外気ｇ１０の流量や、再生機２０に導入する内気ｇ２０の流量を調整する。

【0035】

次に、本実施形態の調湿装置１による除湿方法の詳細を説明する。本実施形態の調湿装置１による除湿方法は、例えば、室内にいる人（操作者）が室内の湿度を下げるときに、調湿装置１を操作することで実行可能である。

【0036】

制御部７０に操作者による除湿命令が入力されると、制御部７０は、送液ポンプ３３，３４，３５，３６、冷却部４０、加熱部５０、および、送風機のそれぞれを駆動させる。冷却部４０は、冷熱源４１において冷熱媒体を生成し、第１の気液接触器１１と第２の気液接触器１２とに供給する。加熱部５０は、温熱源５１において加熱媒体を生成し、第３の気液接触器２３と第４の気液接触器２４とに供給する。これにより、気液接触材１１ｂ，１２ｂは、例えば、外気よりも低い温度となり、気液接触材２３ｂ，２４ｂは、例えば、内気よりも高い温度となる。

【0037】

送液ポンプ３３，３４は、第１の流路３１において、第１の液体調湿剤の流通を開始する。送液ポンプ３５，３６は、第２の流路３２において、第２の液体調湿剤の流通を開始する。これにより、４つの気液接触器１１，１２，２３，２４のそれぞれが備える噴射部１１ｃ，１２ｃ，２３ｃ，２４ｃのそれぞれにおいて液体調湿剤の噴射が開始され、気液接触材１１ｂ，１２ｂ，２３ｂ，３４ｂが液体調湿剤によって濡れた状態となる。

【0038】

処理機１０では、図示しない送風機の駆動によって外気ｇ１０が導入される。導入される外気ｇ１０は、第１の気液接触器１１の気液接触材１１ｂの内部、第２の気液接触器１２の気液接触材１２ｂの内部の順に流れ、それぞれにおいて液体調湿剤と接触する。気液接触材１１ｂの内部では、外気ｇ１０は、第１の液体調湿剤と接触することで、外気ｇ１０に含まれる水蒸気の一部が第１の液体調湿剤に吸収され、外気ｇ１１となる。さらに、気液接触材１２ｂの内部では、外気ｇ１１は、第２の液体調湿剤と接触することで、外気ｇ１１に含まれる水蒸気の一部が第２の液体調湿剤に吸収される。これにより、外気ｇ１１よりもさらに除湿された外気ｇ１２となる。外気ｇ１２は、給気として室内に供給される。これにより、室内の湿度を低下させることができる。

【0039】

第１の気液接触器１１において外気ｇ１０と接触した第１の液体調湿剤は、外気ｇ１０に含まれる水蒸気の一部を吸湿しているため、塩化リチウム濃度が低下している。外気ｇ１０と接触した第１の液体調湿剤は、流路３１ａ，３１ｂ，３１ｃを通って、第４の気液接触器２４に送られる。第２の気液接触器１２において外気ｇ１１と接触した第２の液体調湿剤は、外気ｇ１１に含まれる水蒸気の一部を吸湿しているため、塩化リチウム濃度が低下している。外気ｇ１１と接触した第２の液体調湿剤は、流路３２ａ，３２ｂ，３２ｃを通って、第３の気液接触器２３に送られる。

【0040】

再生機２０では、図示しない送風機の駆動によって内気ｇ２０が導入される。導入される内気ｇ２０は、第３の気液接触器２３の気液接触材２３ｂの内部、第４の気液接触器２４の気液接触材２４ｂの内部の順に流れ、それぞれにおいて液体調湿剤と接触する。気液接触材２３ｂの内部では、第２の液体調湿剤と内気ｇ２０とが接触することで、第２の液体調湿剤に含まれる水の一部が内気に放出されるため、内気ｇ２０は加湿され、内気ｇ２１となる。一方、自身の水の一部を放出した第２の液体調湿剤は濃縮され、塩化リチウム濃度が大きくなるため、第２の液体調湿剤の除湿能力が回復し、再生される。さらに、気液接触材２４ｂの内部では、第１の液体調湿剤と内気ｇ２１とが接触することで、第１の液体調湿剤に含まれる水の一部が内気に放出されるため、内気ｇ２１は加湿され、内気ｇ２２となる。一方、自身の水の一部を放出した第１の液体調湿剤は濃縮され、第１の液体調湿剤の塩化リチウム濃度が大きくなるため、第１の液体調湿剤の除湿能力が回復し、再生される。内気ｇ２２は、排気として室外に排気される。

【0041】

再生した第１の液体調湿剤は、流路３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを通り、第１の気液接触器１１の噴射部１１ｃから噴射される。これにより、気液接触材１１ｂにおける外気ｇ１０の除湿を継続して行うことができる。また、再生した第２の液体調湿剤は、流路３２ｄ，３２ｅ，３２ｆを通り、第２の気液接触器１２の噴射部１２ｃから噴射される。これにより、気液接触材１２ｂにおける外気ｇ１１の除湿を継続して行うことができる。

【0042】

熱交換器６１では、第１の気液接触器１１の気液接触材１１ｂに保持されたことで低温となった第１の液体調湿剤と、第４の気液接触器２４の気液接触材２４ｂに保持されたことで高温となった第１の液体調湿剤との間で熱交換が行わる。これにより、流路３１ｂを流れる第１の液体調湿剤は、流路３１ａを流れているときよりも温度が上昇し、流路３１ｅを流れる第１の液体調湿剤は、流路３１ｄを流れているときよりも温度が低下する。したがって、流路３１ｄを流れる第１の液体調湿剤の再生と、流路３１ｅを流れる第１の液体調湿剤による除湿とのそれぞれにおいて、必要とする温度まで変化させるためのエネルギを低減することができる。

【0043】

熱交換器６２では、第２の気液接触器１２の気液接触材１２ｂに保持されたことで低温となった第２の液体調湿剤と、第３の気液接触器２３の気液接触材２３ｂに保持されたことで高温となった第２の液体調湿剤との間で熱交換が行わる。これにより、流路３２ｂを流れる第２の液体調湿剤は、流路３２ａを流れているときよりも温度が上昇し、流路３２ｅを流れる第２の液体調湿剤は、流路３２ｄを流れているときよりも温度が低下する。したがって、流路３２ｄを流れる第２の液体調湿剤の再生と、流路３２ｅを流れる第２の液体調湿剤による除湿とのそれぞれにおいて、必要とする温度まで変化させるためのエネルギを低減することができる。

【0044】

次に、本実施形態の調湿装置１の複数の動作例について説明する。ここでは、気液平衡を表すｘｙ線図における具体的な数値を用いて、調湿装置１の動作例を説明する。

【0045】

図２は、本実施形態の調湿装置１の第１の動作例を説明する第１の図である。図３は、本実施形態の調湿装置１の第１の動作例を説明する第２の図である。図２は、塩化リチウム水溶液の空気線図上の気液平衡を表すｘｙ線図において、処理機１０での除湿と再生機２０での加湿（再生）とのそれぞれでの溶液温度と絶対湿度との関係を示している。図３には、気液平衡を表すｘｙ線図において、処理機１０における外気からの水の吸収量と、再生機２０における液体調湿剤から内気への水の放出量（再生量）とを示している。図２および図３のそれぞれには、相対湿度２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、１００％を、鎖線Ｌ２０，Ｌ３０，Ｌ４０，Ｌ５０，Ｌ６０，Ｌ７０，Ｌ８０、および、実線Ｌ１００で示す。

【0046】

図２および図３に示す調湿装置１の第１の動作例の運転条件は、以下のとおりである。
外気：気温３５℃ 相対湿度６０％（図２および図３に示す点Ｐ１０）
内気：気温２５℃ 相対湿度５０％（図２および図３に示す点Ｐ２０）
室内に供給される空気の絶対湿度：５．６ｇ／ｋｇ（温度２５℃における相対湿度３０％相当）
第１の液体調湿剤の塩化リチウム濃度：３１％
第２の液体調湿剤の塩化リチウム濃度：３８．５％
冷熱源温度：２９．５℃（除湿温度）
温熱源温度：４５℃（再生温度）
図２および図３には、ｘｙ線図における、塩化リチウム濃度が３１％の液体調湿剤の気液平衡線を実線Ｃ３１で示し、塩化リチウム濃度が３８．５％の液体調湿剤の気液平線を実線Ｃ３８．５で示す。

【0047】

処理機１０では、最初に、塩化リチウム濃度が３１％の第１の液体調湿剤を用いて外気の除湿を行う。具体的には、外気は、冷却部４０により２９．５℃まで冷却された第１の液体調湿剤と接触することで除湿され、相対湿度が３９．８％となる（図２に示す点線矢印Ｄ１１、および、点Ｐ１１）。このとき、図３に示すように、第１の液体調湿剤は、外気から、１１．２ｇ／ｋｇの水蒸気を吸収する。

【0048】

処理機１０では、次に、塩化リチウム濃度が３８．５％の第２の液体調湿剤を用いて、第１の液体調湿剤によって除湿された外気の除湿をさらに行う。具体的には、第１の液体調湿剤によって除湿された外気（図２に示す点Ｐ１１）は、第１の液体調湿剤による除湿と同様に、冷却部４０により２９．５℃まで冷却された第２の液体調湿剤と接触することで除湿され、相対湿度が２２．０％となる（図２に示す点線矢印Ｄ１２、および、点Ｐ１２）。このとき、図３に示すように、第２の液体調湿剤は、外気から、４．６ｇ／ｋｇの水蒸気を吸収する。相対湿度２２．０％まで除湿された外気は、気温２５℃として、室内に給気される（図２に示す点Ｐ１３）。

【0049】

再生機２０では、最初に、外気の除湿に使用された第２の液体調湿剤の再生を行う。具体的には、外気を除湿したあと加熱部５０により４５℃まで加熱された第２の液体調湿剤と内気とを接触させることで、外気の除湿に使用された第２の液体調湿剤に含まれる水分の一部が内気に放出され、内気の相対湿度が、２３．７％となる（図２に示す点線矢印Ｄ２１、および、点Ｐ２１）。水分の一部を内気に放出した、外気の除湿に使用された第２の液体調湿剤は、濃縮され、除湿能力が回復することで再生される。このとき、図３に示すように、外気の除湿に使用された第２の液体調湿剤から内気に、４．４ｇ／ｋｇの水蒸気が放出される。

【0050】

再生機２０では、次に、外気の除湿に使用された第１の液体調湿剤の再生を行う。具体的には、外気を除湿したあと加熱部５０により４５℃まで加熱された第１の液体調湿剤と、外気の除湿に使用された第２の液体調湿剤によって加湿された内気（図２に示す点Ｐ２１）とを接触させることで、外気の除湿に使用された第１の液体調湿剤に含まれる水分の一部が内気に放出され、内気の相対湿度が、４１．４％となる（図２に示す点線矢印Ｄ２２、および、点Ｐ２２）。水分の一部を内気に放出した、外気の除湿に使用された第１の液体調湿剤は、濃縮され、除湿能力が回復することで再生される。このとき、図３に示すように、外気の除湿に使用された第２の液体調湿剤から内気に、１１．１ｇ／ｋｇの水蒸気が放出される。

【0051】

図４は、本実施形態の調湿装置１の第１の動作例を説明する第３の図である。図４は、図２および図３で説明した本実施形態の調湿装置１による第１の動作例における水蒸気の吸収と放出の収支を示した図である。第１の動作例での運転条件において、第１の液体調湿剤に対する、第１の気液接触器１１での「１段目除湿」と第４の気液接触器２４での「２段目再生」との系統を見ると、「１段目除湿」で１１．２ｇ／ｋｇの吸収を行い、「２段目再生」で１１．１ｇ／ｋｇの放出を行っている。第２の液体調湿剤に対する、第２の気液接触器１２での「２段目除湿」と第３の気液接触器２３での「１段目再生」との系統を見てみると、「２段目除湿」で４．６ｋｇ／ｋｇの吸収を行い、「１段目再生」で４．４ｇ／ｋｇの放出を行っている。すなわち、調湿装置１による第１の動作例における水蒸気の吸収と放出の収支は、ほぼ釣り合っていることがわかる。

【0052】

次に、本実施形態の調湿装置１の第２の動作例として、除湿温度が比較的高い運転条件での動作例について説明する。第２の動作例としては、例えば、外気に放熱できるよう、外気温度と除湿温度とが同じになるように運転する。これにより、処理機１０における液体調湿剤の冷却がほぼ不要となるため、除湿に必要なエネルギを低減させることができる。

【0053】

図５は、本実施形態の調湿装置の第２の動作例を説明する第１の図である。図５には、上述の図２および図３と同じ、塩化リチウム水溶液の空気線図上の気液平衡を表すｘｙ線図を示している。調湿装置１において、外気温度と除湿温度とを同じにし、除湿後の絶対湿度を気温２０℃における相対湿度２９％と同等にするためには、液体調湿剤の塩化リチウム濃度を４２％程度にする必要がある。そこで、図５に示すように、第２の動作例では、第２の液体調湿剤の塩化リチウム濃度を４２％（図５の線Ｃ４２）とし、第１の液体調湿剤の塩化リチウム濃度を３５．２％（図５の線Ｃ３５．２）として、水蒸気の吸収と放出の収支が釣り合う再生温度を算出した。

【0054】

図５に示すｘｙ線図では、外気Ｐ１０と、１段目除湿時の外気Ｐ１１と、２段目除湿時の外気Ｐ１２とを同じ温度（気温３５℃）としている。例えば、処理機と再生機とのそれぞれに、気液接触器が一つずつしかない調湿装置では、液体調湿剤の塩化リチウム濃度が４２％の場合、再生温度が６０℃以上必要である。しかしながら、本実施形態の調湿装置１では、第１の液体調湿剤と第２の液体調湿剤の再生温度を図５に示す５０．５℃とすることで、第１の液体調湿剤と第２の液体調湿剤の再生が可能となる。したがって、再生温度を高くすることなく、除湿温度を高くすることができる。

【0055】

図６は、本実施形態の調湿装置の第２の動作例を説明する第２の図である。図６は、図５で説明した、第２の動作例における水蒸気の吸収と放出の収支を示した図である。図６に示すように、第１の液体調湿剤に対する、第１の気液接触器１１での「１段目除湿」と第４の気液接触器２４での「２段目再生」との系統を見ると、１１．０ｇ／ｋｇの吸収を行い、１０．９ｇ／ｋｇの放出を行っている。第２の液体調湿剤に対する、第２の気液接触器１２での「２段目除湿」と第３の気液接触器２３での「１段目再生」との系統を見ると、４．７ｇ／ｋｇの吸収を行い、４．６ｇ／ｋｇの放出を行っている。すなわち、調湿装置１による第２の動作例における水蒸気の吸収と放出の収支は、ほぼ釣り合っていることがわかる。

【0056】

次に、本実施形態の調湿装置１の第３の動作例として、再生温度が比較的低い運転条件での動作例について説明する。第３の動作例としては、例えば、室内温度と除湿温度とが同じになるように運転する。

【0057】

図７は、本実施形態の調湿装置１の第３の動作例を説明する第１の図である。図７には、上述の図５と同じ、塩化リチウム水溶液の空気線図上の気液平衡を表すｘｙ線図を示している。調湿装置１において、室内温度と除湿温度とを同じ温度とし、除湿後の絶対湿度を気温２０℃における相対湿度２９％と同等にするため、第１の液体調湿剤の塩化リチウム濃度を２６．５％（図７の線Ｃ２６．５）、第２の液体調湿剤の塩化リチウム濃度を３５％（図の線Ｃ３５）とする。このような運転条件において、水蒸気の吸収と放出の収支が釣り合う再生温度を算出した。

【0058】

図７に示すｘｙ線図では、１段目除湿時の外気Ｐ１１と、２段目除湿時の外気Ｐ１２と、給気Ｐ１３とが同じ温度（気温２５℃）となっている。例えば、処理機と再生機とのそれぞれに、気液接触器が一つずつしかない調湿装置では、液体調湿剤の塩化リチウム濃度が３５％の場合、再生温度は、５０℃以上となり、除湿温度は、１６℃以下となる。しかしながら、本実施形態の調湿装置１では、第１の液体調湿剤と第２の液体調湿剤の再生温度を図７に示す４０．５℃とすることで、第１の液体調湿剤と第２の液体調湿剤の再生が可能となる。したがって、除湿温度を維持しながら、再生温度を下げることができる。

【0059】

図８は、本実施形態の調湿装置１の第３の動作例を説明する第２の図である。図８は、図７で説明した、第３の動作例における水蒸気の吸収と放出の収支を示した図である。図８に示すように、第１の液体調湿剤に対する、第１の気液接触器１１での「１段目除湿」と第４の気液接触器２４での「２段目再生」の系統を見ると、１１．１ｇ／ｋｇの吸収を行い、１１．２ｇ／ｋｇの再生を行っている。第２の液体調湿剤に対する、第２の気液接触器１２での「２段目除湿」と第３の気液接触器２３での「１段目再生」の系統を見ると、４．６ｇ／ｋｇの吸収を行い、４．７ｇ／ｋｇの放出を行っている。すなわち、調湿装置１による第３の動作例における水蒸気の吸収と放出の収支は、ほぼ釣り合っていることがわかる。

【0060】

図９は、比較例の調湿装置９の概略構成図である。ここで、比較例の調湿装置９の課題について説明する。比較例の調湿装置９は、外気を除湿する処理機９１と、液体調湿剤を再生する再生機９２と、処理機９１と再生機９２とに接続する流路９３と、液体調湿剤を冷却する冷却部９４ａと、液体調湿剤を加熱する加熱部９４ｂと、流路９３に設けられる複数の熱交換器９５ａ，９５ｂ，９５ｃと、制御部９６と、を備える。図９に示すように、処理機９１と再生機９２とのそれぞれが、１つの気液接触器９１ａ，９２ａを有している、いわゆる、単段の調湿装置である。比較例の調湿装置９では、液体調湿剤は、処理機９１の気液接触器９１ａにおいて外気ｇ１０を除湿する。液体調湿剤は、外気ｇ１０を除湿したあと、流路９３によって再生機９２に送られ、気液接触器９２ａにおいて加熱されて内気ｇ２０に接触することで、内気ｇ２０を加湿し、かつ、自身を濃縮することで再生される。

【0061】

図１０は、比較例の調湿装置９の動作例を説明する第１の図である。図１０は、塩化リチウム水溶液の空気線図上の気液平衡を表すｘｙ線図を示している。図１０は、図９で示した比較例の調湿装置９で使用される、塩化リチウム濃度が３５％の液体調湿剤に対して平衡する空気の状態を実線Ｃ３５で示している。図１０に示す比較例の調湿装置９における運転条件は、以下のとおりである。
外気：気温３５℃ 相対湿度６０％（図１０に示す点Ｐ９０）
内気：気温２５℃ 相対湿度５０％（図１０に示す点Ｐ９２）
処理機側の液体調湿剤の温度：２５℃（除湿温度）
再生機側の液体調湿剤の温度：５０℃（再生温度）

【0062】

図１０に示すように、処理機９１では、外気（図１０に示す点Ｐ９０）は、気液接触器９１ａにおいて、液体調湿剤と十分に接触することで気液平衡状態の給気（図１０に示す点Ｐ９１）となる。給気は、気温２５℃、相対湿度２９％の空気として、室内に供給される。このとき、液体調湿剤は、外気から１５．７ｇ／ｋｇの水蒸気を吸収し、室内では、内気と給気の湿度差である４．１ｇ／ｋｇの除湿が行われる。再生機９２では、内気（図１０に示す点Ｐ９２）は、気液接触器９２ａにおいて、液体調湿剤と十分に接触することで、気液平衡状態の排気（図１０に示す点Ｐ９３）となる。排気は、気温５０℃、湿度３２％の空気として、室外に排出される。このとき、液体調湿剤は、排気に１５．５ｇ／ｋｇの水分を放出することで、自身が濃縮され、再生される。

【0063】

比較例の調湿装置９では、図１０に示すように、絶対湿度が５．６ｇ／ｋｇとなるまで除湿する場合、除湿温度は、２５℃となり、再生温度は、５０℃となる（図１０参照）。このため、比較例の調湿装置９では、比較的大きな温度差（２５度）が必要となる。

【0064】

一方、本実施形態の調湿装置１では、処理機１０と再生機２０とのそれぞれが備える、２つの気液接触器のそれぞれに、異なる溶質濃度の液体調湿剤を用いることによって、図２で説明したように、除湿温度は２９．５℃となり、再生温度は４５℃となる。すなわち、本実施形態の調湿装置１は、除湿温度を高くしつつ、再生温度を低くすることができるため、比較的小さい温度差（１５．５度）でも、除湿と再生とを行うことができる。

【0065】

図１１は、比較例の調湿装置９の動作例を説明する第２の図である。図１１には、液体調湿剤の溶質濃度を低くした場合における比較例の調湿装置９の動作例を示している。図１１に示すように、例えば、液体調湿剤の塩化リチウム濃度を３５％（図１１の線Ｃ３５）から３０％（図１１の線Ｃ３０）に変更することで、比較例の調湿装置９では、液体調湿剤の再生温度を５０℃（図１１の点Ｐ９３ａ）から４４℃（図１１の点Ｐ９３ｂ）に下げることができる。しかしながら、除湿温度も、２５℃（図１１の点Ｐ９１ａ）から１９℃（図１１の点Ｐ９１ｂ）まで低下させる必要がある。このため、比較例の調湿装置９では、液体調湿剤の塩化リチウム濃度を低くしても、除湿温度と再生温度との温度差が大きく変化しないため、除湿に必要なエネルギも大きく減少しない。

【0066】

図１２は、比較例の調湿装置９の動作例を説明する第３の図である。図１２には、液体調湿剤の溶質濃度を高くした場合における比較例の調湿装置９の動作例を示している。図１２に示すように、例えば、液体調湿剤の塩化リチウム濃度を３５％（図１２の線Ｃ３５）から４０％（図１２の線Ｃ４０）に変更することで、除湿温度を２５℃（図１２の点Ｐ９１ｃ）から３１℃（図１２の点Ｐ９１ｄ）に上げることができる。しかしながら、再生温度も、５０℃（図１２の点Ｐ９３ｃ）から５８℃（図１２の点Ｐ９３ｄ）まで上昇させる必要がある。このため、比較例の調湿装置９では、液体調湿剤の塩化リチウム濃度を高くしても、除湿温度と再生温度との温度差は大きく変化しないため、除湿に必要なエネルギも大きく減少しない。

【0067】

一方、本実施形態の調湿装置１では、図１に示すように、除湿用の処理機１０と再生用の再生機２０とのそれぞれが備える気液接触器が多段化している。また、調湿装置１は、液体調湿剤が流れる流路として、異なる溶質濃度の第１の液体調湿剤と第２の液体調湿剤のそれぞれが流れる第１の流路３１と第２の流路３２との２系統を備えている。処理機１０では、２つの気液接触器１１，１２が外気ｇ１０の流れに対して直列に接続されており、再生機２０では、２つの気液接触器２３，２４が内気ｇ２０の流れに対して直列に接続されている。２つの気液接触器１１，１２のうち外気ｇ１０の流れに対して上流側に位置する気液接触器１１と、２つの気液接触器２３，２４のうち内気ｇ２０の流れに対して下流側に位置する気液接触器２４とには、溶質濃度が比較的小さい第１の液体調湿剤が流れる。２つの気液接触器１１，１２のうち外気ｇ１０の流れに対して下流側に位置する気液接触器１２と、２つの気液接触器２３，２４のうち内気ｇ２０の流れに対して上流側に位置する気液接触器２３とには、溶質濃度が第１の液体調湿剤よりも大きい第１の液体調湿剤が流れる。本実施形態の調湿装置１では、このような構成によって、空気の除湿時および液体調湿剤の再生時の負荷を、溶液濃度が異なる２系統に分割することができるため、除湿温度と再生温度との温度差を小さくすることができる。

【0068】

また、本実施形態の調湿装置１では、処理機１０では、最初に、第１の気液接触器１１の第１の液体調湿剤が除湿を行い、その後、第２の気液接触器１２の第２の液体調湿剤が気液接触器１１で除湿し切れなかった水蒸気を除湿する。再生機２０では、第３の気液接触器２３において第２の液体調湿剤の再生を行い、第４の気液接触器２４において第１の液体調湿剤の再生を行う。第２の液体調湿剤の気液平衡湿度は、第１の液体調湿剤よりも低いため、本実施形態の調湿装置１のように、同じ温度で液体調湿剤の再生を行う場合、第２の液体調湿剤の再生に続いて、第１の液体調湿剤の再生を連続して行うことができる。

【0069】

以上説明した、本実施形態の調湿装置１によれば、液体調湿剤と外気とを接触させて外気の除湿をおこなう処理機１０は、外気の流れに対して直列に並べられる、第１の気液接触器１１と第２の気液接触器１２とを備えている。第２の気液接触器１２では、第１の気液接触器１１において空気を除湿する第１の液体調湿剤よりも塩化リチウム濃度が高い第２の液体調湿剤が、第１の気液接触器１１において除湿された外気をさらに除湿する。これにより、処理機１０では、濃度が異なる液体調湿剤によって外気に含まれる水蒸気を段階的に吸収することから、除湿における負荷を気液接触器１１，１２に分割させることができるため、単段での除湿よりも除湿温度を高くすることができる。したがって、処理機１０において外気を除湿するときの除湿温度と、再生機２０において液体調湿剤の濃縮をおこなうことで再生するときの再生温度との温度差を小さくすることができるため、除湿に必要なエネルギを低減させることができる。

【0070】

また、本実施形態の調湿装置１によれば、液体調湿剤を加熱し内気を接触させることで液体調湿剤を濃縮する再生機２０は、内気の流れに対して直列に並べられる、第３の気液接触器２３と第４の気液接触器２４とを備えている。処理機１０において除湿された外気に含まれていた水蒸気は、第１の液体調湿剤と第２の液体調湿剤とのそれぞれに吸収されている。これにより、液体調湿剤の再生における気液接触器の負荷を、第１の液体調湿剤を再生する第４の気液接触器２４と、第２の液体調湿剤を再生する第３の気液接触器２３とのそれぞれに分割させることができる。したがって、液体調湿剤の再生温度を比較的低くすることができるため、除湿温度と再生温度との温度差がさらに小さくなり、除湿に必要なエネルギを低減させることができる。

【0071】

また、本実施形態の調湿装置１は、液体調湿剤を加熱するための加熱媒体を生成し、生成した加熱媒体を再生機２０に供給する温熱源５１を有する加熱部５０を備えている。温熱源５１において生成される加熱媒体は、第３の気液接触器２３において第２の液体調湿剤を加熱したのち、第４の気液接触器２４において第１の液体調湿剤を加熱するように、再生機２０に供給される。これにより、塩化リチウム濃度が比較的高い第２の液体調湿剤は、第１の液体調湿剤よりも、温度が高くなるように加熱される。したがって、第２の液体調湿剤の除湿能力を確実に回復させることができる。

【0072】

また、本実施形態の調湿装置１によれば、温熱源５１は、太陽熱によって加熱された加熱媒体を再生機２０に供給する。調湿装置１は、再生温度を比較的低くすることができるため、再生可能エネルギである太陽熱によって加熱された比較的低温の加熱媒体でも、再生機２０での液体調湿剤の再生を行うことができる。これにより、再生機２０での加熱に必要なエネルギが不要となるため、除湿に必要な化石エネルギを低減させることできる。

【0073】

また、本実施形態の調湿装置１によれば、冷熱媒体は、第２の気液接触器１２において第２の液体調湿剤を冷却したのち、第１の気液接触器１１において第１の液体調湿剤を冷却する。これにより、第２の液体調湿剤の温度を狙いの温度とすることができるため、処理機１０から室内に供給される除湿された外気（給気）を狙いの湿度とすることができる。

【0074】

また、本実施形態の調湿装置１は、処理機１０から排出される液体調湿剤と再生機２０から排出される液体調湿剤との間で熱交換させる熱交換器６１，６２を備えている。処理機１０から排出される液体調湿剤は、比較的低温となっているが、再生されるときには高温となっている必要があり、再生機２０での加熱が必要である。そこで、熱交換器６１、６２を備えることで、処理機１０から再生機２０に送られる液体調湿剤を、再生機２０から処理機１０に送られる液体調湿剤が有する熱によっていくらかでも加熱することで、温熱を有効に利用することができる。これにより、除湿に必要なエネルギをさらに低減させることができる。

【0075】

＜第２実施形態＞
図１３は、第２実施形態の調湿装置の概略構成を示す模式図である。第２実施形態の調湿装置２は、第１実施形態の調湿装置１（図１）と比較すると、再生機において内気が導入される気液接触器が異なる。

【0076】

本実施形態の調湿装置２は、外気を除湿する処理機１０と、液体調湿剤を再生する再生機８０と、処理機１０と再生機８０とに接続する第１の流路３１および第２の流路３２と、処理機１０の液体調湿剤を冷却する冷却部４０と、再生機８０の液体調湿剤を加熱する加熱部５０と、第１の流路３１または第２の流路３２に設けられる複数の熱交換器６１，６２と、制御部７０と、を備える。

【0077】

再生機８０は、処理機１０において外気の除湿に使用された液体調湿剤を加熱し、内気と接触させることで、内気を加湿し、かつ、液体調湿剤の濃縮をおこなう。再生機８０は、第３の気液接触器２３と、第４の気液接触器２４と、を備える。

【0078】

再生機８０では、第３の気液接触器２３と第４の気液接触器２４とのそれぞれに、内気ｇ２０が導入される。具体的には、第３の気液接触器２３では、内気ｇ２０は、噴射部２３ｃによって噴射され気液接触材２３ｂに保持されている第２の液体調湿剤と接触し、加湿される。第３の気液接触器２３において加湿された内気ｇ２３は、室外に排気される。第４の気液接触器２４では、内気ｇ２０は、噴射部２４ｃによって噴射され気液接触材２４ｂに保持されている第１の液体調湿剤と接触し、加湿される。第４の気液接触器２４において加湿された内気ｇ２４は、室外に排気される。

【0079】

以上説明した、本実施形態の調湿装置２によれば、液体調湿剤と外気とを接触させて外気の除湿をおこなう処理機１０は、外気の流れに対して直列に並べられる、第１の気液接触器１１と第２の気液接触器１２とを備えている。これにより、処理機１０では、除湿における気液接触器１１，１２の負荷を分割することができるため、除湿温度と再生温度との温度差を小さくすることができる。したがって、除湿に必要なエネルギを低減させることができる。

【0080】

また、本実施形態の調湿装置２によれば、液体調湿剤を濃縮する再生機２０は、第３の気液接触器２３と第４の気液接触器２４とを備えているため、液体調湿剤の再生における気液接触器の負荷を分割することができる。また、第３の気液接触器２３と第４の気液接触器２４とは、内気の流れに対して並列に配置されるため、第３の気液接触器２３と第４の気液接触器２４とのそれぞれは、比較的湿度が低い内気を加湿することで液体調湿剤の濃縮をおこなうことができる。これにより、第３の気液接触器２３と第４の気液接触器２４とのいずれにおいても、液体調湿剤に含まれる水分を空気に放出しやすくなるため、再生温度をさらに低くすることができる。したがって、除湿温度と再生温度との温度差をさらに小さくすることができるため、除湿に必要なエネルギを低減させることができる。

【0081】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0082】

［変形例１］
上述の実施形態では、調湿装置は、外気を除湿する処理機と、液体調湿剤を再生する再生機と、処理機と再生機とに接続する流路と、処理機の液体調湿剤を冷却する冷却部と、再生機の液体調湿剤を加熱する加熱部と、流路に設けられる複数の熱交換器と、制御部と、を備えるとした。しかしながら、調湿装置の構成は、これに限定されない。冷却部や熱交換器はなくてもよい。また、冷却部と加熱部とがない場合でも、再生機の液体調湿剤の温度を処理機の液体調湿剤より高くすることができればよい。

【0083】

［変形例２］
上述の実施形態では、処理機および再生機は、それぞれ２つの気液接触器を備えるとした。処理機または再生機が備える気液接触器の数は、これに限定されない。処理機が２つ以上の気液接触器を備えていればよく、３つ以上の気液接触器を備えてもよいし、処理機が備える気液接触器の数と、再生機が備える気液接触器の数とが異なっていてもよい。

【0084】

［変形例３］
上述の実施形態では、温熱源が再生機に供給する加熱媒体は、内気の流れに対して、上流側の気液接触器（第３の気液接触器）から下流側の気液接触器（第４の気液接触器）に流れるとした。加熱媒体が流れる順番は、これに限定されない。

【0085】

［変形例４］
上述の実施形態では、冷熱源が処理機に供給する冷熱媒体は、外気の流れに対して、下流側の気液接触器（第２の気液接触器）から上流側の気液接触器（第１の気液接触器）に流れるとした。冷熱媒体が流れる順番は、これに限定されない。

【0086】

［変形例５］
上述の実施形態では、再生機において、液体調湿剤の温度を高くするために、温熱源が生成する加熱媒体と熱交換器とを用いて液体調湿材を加熱するとした。しかしながら、液体調湿剤の温度を高くする方法は、これに限定されない。例えば、液体調湿剤に太陽光を照射し、液体調湿剤を太陽熱によって直接加熱してもよく、加熱媒体を用いずに、液体調湿剤をヒータなどにより直接加熱してもよい。また、加熱媒体の供給源として、熱交換器のみを備えていてもよい。さらに、上述の実施形態のように、２つの気液接触器を有する場合、温熱媒体の流れに対して２つの気液接触器を並列に配置してもよい。処理機においても、同様に、液体調湿剤の温度を低くするために、冷熱媒体を用いずに、液体調湿剤を冷却塔などによって直接冷却してもよいし、冷熱媒体の供給源として、熱交換器のみを備えていてもよいし、上述の実施形態のように、２つの気液接触器を有する場合、冷熱媒体の流れに対して２つの気液接触器を並列に配置してもよい。

【0087】

図１４は、第１実施形態の調湿装置の変形例の概略構成を示す模式図である。図１４５に示す調湿装置１では、熱交換器６２と第３の気液接触器２３の噴射部２３ｃとの間に、太陽光Ｓ１を照射することで、第２の液体調湿剤を処理機１０において除湿に使用されているときよりも高温の状態とする受光部５６が設けられている。熱交換器６１と第４の気液接触器２４の噴射部２４ｃとの間に、太陽光Ｓ１を照射することで、第１の液体調湿剤を処理機１０において除湿に使用されているときよりも高温の状態とする受光部５７が設けられている。図１４に示す調湿装置１の変形例では、太陽光Ｓ１を液体調湿剤に照射することで、液体調湿剤が加熱される。これにより、調湿装置１は、再生可能エネルギである太陽熱によって加熱される程度の温度であっても、再生機２０において、液体調湿剤を濃縮することができる。受光部５６，５７は、特許請求の範囲に記載の「加熱部」に相当する。

【0088】

［変形例６］
上述の実施形態では、調湿装置は、室内の空気である内気を用いて除湿に用いた液体調湿剤を再生するとした。液体調湿剤を再生する空気は、内気に限られず、外気によって再生を行ってもよい。

【0089】

［変形例７］
上述の実施形態では、液体調湿剤は、溶質として塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を含む水溶液であるとした。しかしながら、液体調湿剤の種類は、これに限定しない。イオン液体など、一般的に吸湿作用を有する液体であればよい。

【0090】

［変形例８］
上述の実施形態では、処理機は、液体調湿剤と外気とを接触させることで、外気を除湿するとした。処理機は、液体調湿剤と内気とを接触させることで内気を除湿する内気循環用の除湿器として擁してもよい。

【0091】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【0092】

＜適用例１＞
調湿装置であって、
空気中の水蒸気を吸湿する液体調湿剤と、
前記液体調湿剤と空気とを接触させて空気の除湿をおこなう処理機と、
前記処理機において除湿に使用された前記液体調湿剤を、前記処理機において除湿に使用されているときの液体調湿剤の温度よりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、前記液体調湿剤の濃縮をおこなう再生機と、を備え、
前記処理機は、
第１の前記液体調湿剤と空気とを接触させる第１の気液接触器と、
前記第１の気液接触器において除湿された空気と、第１の前記液体調湿剤よりも溶質濃度が高い第２の前記液体調湿剤と、を接触させる第２の気液接触器と、を含んでいる、
調湿装置。
＜適用例２＞
適用例１に記載の調湿装置であって、
前記再生機は、
前記第１の気液接触器において除湿された空気の除湿に使用された第２の前記液体調湿剤、前記第２の気液接触器において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、空気を接触させることで、空気を加湿し、かつ、第２の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第３の気液接触器と、
前記第１の気液接触器において空気の除湿に使用された第１の前記液体調湿剤、前記第１の気液接触器において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、前記第３の気液接触器において加湿された空気を接触させることで、前記第３の気液接触器において加湿された空気をさらに加湿し、かつ、第１の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第４の気液接触器と、を有する、
調湿装置。
＜適用例３＞
適用例１に記載の調湿装置であって、
前記再生機は、
前記第１の気液接触器において除湿された空気の除湿に使用された第２の前記液体調湿剤を、前記第２の気液接触器において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、第２の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第３の気液接触器と、
前記第１の気液接触器において空気の除湿に使用された第１の前記液体調湿剤を、前記第１の気液接触器において除湿に使用されているときよりも高温の状態とし、空気と接触させることで、空気を加湿し、かつ、第１の前記液体調湿剤の濃縮をおこなう第４の気液接触器と、を有する、
調湿装置。
＜適用例４＞
適用例１から適用例３のいずれか一例に記載の調湿装置は、さらに、
前記液体調湿剤を加熱するための加熱媒体を前記再生機に供給する温熱供給部を有する加熱部を備え、
前記加熱媒体は、前記第３の気液接触器において第２の前記液体調湿剤を加熱したのち、前記第４の気液接触器において第１の前記液体調湿剤を加熱するように、前記再生機に供給される、
調湿装置。
＜適用例５＞
適用例１から適用例４のいずれか一例に記載の調湿装置であって、
前記温熱供給部は、太陽熱によって加熱された前記加熱媒体を前記再生機に供給する、
調湿装置。
＜適用例６＞
適用例１から適用例５のいずれか一例に記載の調湿装置は、さらに、
液体調湿剤を加熱する加熱部を備え、
前記加熱部は、前記再生機において空気と接触する液体調湿剤に太陽光を照射することで、前記液体調湿剤を前記処理機において除湿に使用されているときよりも高温の状態とする、
調湿装置。
＜適用例７＞
適用例１から適用例６のいずれか一例に記載の調湿装置は、さらに、
前記液体調湿剤を冷却するための冷熱媒体を前記処理機に供給する冷熱供給部を備え、
前記冷熱媒体は、前記第２の気液接触器において第２の前記液体調湿剤を冷却したのち、前記第１の気液接触器において第１の前記液体調湿剤を冷却するように、前記処理機に供給される、
調湿装置。
＜適用例８＞
適用例１から適用例７のいずれか一例に記載の調湿装置は、さらに、
前記処理機において空気の除湿に使用された液体調湿剤と、前記再生機において空気を加湿に使用された液体調湿剤との間で熱のやり取りを行うための熱交換器を備える、
調湿装置。

【符号の説明】

【0093】

１，２…調湿装置
１０…処理機
１１…第１の気液接触器
１２…第２の気液接触器
２０，８０…再生機
２３…第３の気液接触器
２４…第４の気液接触器
４０…冷却部
４１…温熱源
４２，４５，５２，５５，６１，６２…熱交換器
５０…加熱部
５６，５７…受光部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】