本发明公开了一种膜法溶液直冷式制冷设备，包括保温箱体和制冷回路，制冷回路包括压缩机、冷凝器和蒸发器，冷凝器和蒸发器均采用具有湿度调节功能的换热器；换热器包括换热主体和辅助热交换器，换热主体的外部设置有水分交换层，水分交换层包括保护膜和加除湿膜，保护膜和加除湿膜依次设置在换热主体上，保护膜和加除湿膜之间形成溶液流动通道，水分交换层设置有与溶液流动通道连通的溶液进口和溶液出口；辅助热交换器设置有相互热交换的第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道连接其中一水分交换层的溶液进口和另一水分交换层的溶液出口，第二换热通道连接其中一水分交换层的溶液出口和另一水分交换层的溶液进口，以提高湿度调节效率。