(57)【要約】【課題】熱エネルギー損失（顕熱ロス）が小さく、熱エネルギーの有効利用に適した吸着式ヒートポンプを提供する。【解決手段】第１の流体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器から第１の流体が供給され、第１の流体を保持し保持された流体を脱離する第１の流体保持部、及び第２の流体が供給され、第２の流体を保持し保持された流体を脱離する第２の流体保持部を熱的に接続された状態で備え、第１及び第２の流体保持部の少なくとも一方が、供給された流体を保持するときに反応熱を放出する吸着材を有する吸着器と、第２の流体を加熱し、加熱された第２の流体を前記吸着器に供給することで少なくとも吸着材を加熱する加熱器と、吸着器の第１及び第２の流体保持部と流体の流通が可能なように連通し、第１及び第２の流体保持部から排出された第１及び第２の流体を凝縮する凝縮器と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器から第１の流体が供給され、第１の流体を保持し保持された流体を脱離する第１の流体保持部、及び第２の流体が供給され、第２の流体を保持し保持された流体を脱離する第２の流体保持部を熱的に接続された状態で備え、前記第１の流体保持部及び前記第２の流体保持部の少なくとも一方が、供給された流体を保持するときに反応熱を放出する吸着材を有する吸着器と、
前記蒸発器から第１の流体が供給され、第１の流体が固定化されるときに第１の流体の蒸発潜熱以上の反応熱を放出し、第１の流体が脱離するときに蓄熱する化学蓄熱材を有する蓄熱反応部、及び第２の流体が供給され、第２の流体を気化する流体気化部を熱的に接続された状態で備え、気化した第２の流体を前記吸着器に供給することで少なくとも前記吸着材を加熱する蓄熱反応器と、
前記吸着器の前記第１の流体保持部及び前記第２の流体保持部と流体の流通が可能なように連通され、前記第１の流体保持部及び前記第２の流体保持部から排出された第１の流体及び第２の流体を凝縮し、凝縮された少なくとも第１の流体を前記蒸発器に供給し、凝縮された少なくとも第２の流体を前記蓄熱反応器に供給する凝縮器と、
を備えた吸着式ヒートポンプ。
【請求項２】
前記吸着器は、第１の流体保持部及び第２の流体保持部の一方が前記吸着材を有し、他方が多孔層及び溝部の少なくとも一方を有し、前記一方の流体保持部に第１の流体又は第２の流体が供給されたときには、吸着材より放出された反応熱で前記他方の流体保持部に保持された第２の流体又は第１の流体が脱離する請求項１に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項３】
前記吸着器は、第１の流体保持部及び第２の流体保持部が吸着材を有し、前記蒸発器から前記第１の流体保持部に第１の流体が供給されたときには、吸着材より放出された反応熱で前記第２の流体保持部に保持された第２の流体が脱離し、前記蓄熱反応器から前記第２の流体保持部に第２の流体が供給されたときには、吸着材より放出された反応熱で前記第１の流体保持部に保持された第１の流体が脱離する請求項１に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項４】
更に、前記蓄熱反応器の前記化学蓄熱材を加熱する熱源を備えた請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項５】
前記吸着器は、少なくとも第１の流体保持部が吸着材を有し、更に、
前記蒸発器と前記第１の流体保持部との間の第１の流体の流通量を調節する第１の流量調節弁と、
前記蒸発器と前記蓄熱反応部との間の第１の流体の流通量を調節する第２の流量調節弁と、
前記蓄熱反応器と前記第２の流体保持部との間の第２の流体の流通量を調節する第３の流量調節弁と、
前記第２の流体保持部に保持された第２の流体を脱離させるときには、前記第１の流体が前記吸着材に吸着されるように前記第１の流通調節弁の開度を大きくすると共に前記第２の流通調節弁及び前記第３の流通調節弁の開度を小さくし、前記第１の流体保持部に吸着された前記第１の流体を脱離させるときには、前記第２の流通調節弁及び前記第３の流通調節弁の開度を大きくすると共に前記第１の流通調節弁の開度を小さくすることにより、前記第１の流体及び前記第２の流体の流通を切替える流通制御手段と、
を備えた請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項６】
前記流通制御手段は、前記蓄熱反応器の化学蓄熱材に固定化された第１の流体の量が所定の閾値未満であるときには、前記第２の流通調節弁及び前記第３の流通調節弁の開度を大きくすると共に前記第１の流通調節弁の開度を小さくすることで、前記第１の流体保持部に吸着された前記第１の流体を脱離させ、前記蓄熱反応器の化学蓄熱材に固定化された第１の流体の量が所定の閾値を超えているときには、前記第２の流通調節弁の開度を大きくすると共に、前記化学蓄熱材に固定化された第１の流体を脱離させることで前記化学蓄熱材を再生する請求項５に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項７】
前記流通制御手段は、前記第２の流体保持部に保持された第２の流体を脱離させるときには、第１の流通調節弁の駆動開始から所定時間が経過した後、第１の流通調節弁の開度を小さくすると共に第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の開度を大きくし、前記第１の流体保持部に吸着された前記第１の流体を脱離させるときには、第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の駆動開始から所定時間が経過した後、第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の開度を小さくすると共に第１の流通調節弁の開度を大きくする請求項５又は請求項６に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項８】
前記第１の流体及び前記第２の流体の少なくとも一方は、アンモニア又は水である請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項９】
前記第１の流体及び前記第２の流体が、同一の流体である請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項１０】
前記吸着材が、活性炭、メソポーラスシリカ、ゼオライト、シリカゲル、及び粘土鉱物からなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項１１】
前記蓄熱反応器は、前記化学蓄熱材として、金属酸化物及び金属塩化物から選択される少なくとも一種を含む請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項１２】
前記化学蓄熱材が、アルカリ金属の酸化物及び塩化物、アルカリ土類金属の酸化物及び塩化物、並びに遷移金属の酸化物及び塩化物からなる群から選択される請求項１１に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項１３】
前記第１の流体及び前記第２の流体の少なくとも一方が水であり、水を固定化する前記化学蓄熱材が、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、及び酸化バリウムから選択される請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項１４】
前記第１の流体及び前記第２の流体の少なくとも一方がアンモニアであり、アンモニアを固定化する前記化学蓄熱材が、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、塩化マンガン、塩化コバルト、及び塩化ニッケルから選択される請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項１５】
２基の前記吸着器を備え、
前記２基の吸着器は、それぞれ前記蓄熱反応器に接続されると共に前記蒸発器と前記凝縮器とに接続されており、２基の吸着器の一方は、第１の流体保持部に前記吸着材を有し、該吸着材に第１の流体を保持するときは、他方は、第１の流体保持部に前記吸着材を有して該吸着材から第１の流体を脱離する請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着式ヒートポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸着式ヒートポンプを利用した熱サイクルシステムが種々の分野で利用されており、冷暖房装置や給湯器などに応用されている。
【０００３】
これまでに提案されている吸着式ヒートポンプは、一対の吸着器、凝縮器及び蒸発器を備えたものが一般的であり（例えば、特許文献１参照）、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）を高める増熱モードを利用した例として、吸着式ヒートポンプ式給湯機が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この方式では、通常３方向バルブを用いた流路の切り替えによって作動モードの切り替えや給湯操作が行なわれる。具体的には、吸着器の一方で流体を吸着し他方で脱離（すなわち吸着器の再生）させる動作と、前記一方の吸着器から流体を脱離し前記他方に吸着させる動作と、を切り替えて交互に行なう。
このほか、上記と同様に動作する吸着式冷凍機なども知られている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
近年では、地球環境の保全が注目されており、省エネルギー化の動きが活発化してきたことを考慮すれば、吸着式ヒートポンプを利用した装置に対しても更なる熱効率の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２５７１３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「第２４回技術開発・調査事業成果発表会  ［Ｐ５.１.２］吸着式ヒートポンプを用いた高効率灯油燃焼機器の開発」、[online]、平成２２年６月、一般財団法人石油エネルギー技術センター、[平成２４年１１月２２日検索]、インターネット＜URL:http://www.pecj.or.jp/japanese/report/2010report/24data/p512.pdf＞
【非特許文献２】「ユニオン産業の吸着式冷凍機  吸着式冷凍機の原理」、[online]、ユニオン産業株式会社、[平成２４年１１月２２日検索]、インターネット＜URL: http://www.union-reitouki.com/chiller/principle.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これまでに提案されている一般的な吸着式ヒートポンプにおいて増熱サイクルを行なう場合、増熱されたエネルギーは、凝縮熱（Ｑ１）と吸着熱（Ｑ２）と吸着器の顕熱（Ｑ３）の総和で定義することができるが、Ｑ３で表される吸着器での顕熱は回収されずに廃棄されるに至っているのが実情である。ところが、吸着器が複数設けられているシステム等では、顕熱分の熱量は無視できず、システム全体の熱損失が大きくなる一因となっている。
【０００８】
しかしながら、システム内で発生する熱エネルギーの全て（＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３）を回収しようとすると、吸着質の吸着と脱離を切り替える際に吸着器に発生する顕熱損失を減らすための仕組みも必要になり、システム全体が複雑化する。例えば複数のバルブと流路が備えられているシステムにおいては、吸脱着の切り替えにあわせて流路の切り替えが必要になり、そのためにバルブの制御も複雑なものとなる。
【０００９】
一方、燃焼により熱エネルギーを得る化石燃料を用いたシステムは、熱エネルギー損失（顕熱ロス）が著しく大きいためにＣＯＰ値は一般的に低い値となるのに対して、ヒートポンプでは比較的高いＣＯＰが得られることが期待されている。しかしながら、熱媒を使用して吸脱着プロセスを経て熱利用するシステムでは、熱媒として高温流体（例えば８０℃）と低温流体（例えば３０℃）とを切り替える場合に、吸着器内に残存している熱媒が互いに混ざり合うために、必然的に熱媒の顕熱分のロスが生じてしまう。このような熱損失を防ぐことは、システム構成上容易なことではない。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、熱エネルギー損失（顕熱ロス）が小さく、増熱効果の高い吸着式ヒートポンプを提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下の知見に基づいて達成されたものである。すなわち、
吸着式ヒートポンプにおいて、熱エネルギーの増熱効果を高めるには、熱交換用の流体（いわゆる熱媒）による顕熱ロスが無視できないため、熱媒による顕熱の授受を、アンモニアや水蒸気等の蒸発潜熱の大きい物質を利用した潜熱による授受に代えると、熱媒及びその流路の切り替えが不要になり、温度の異なる熱媒が混合することで生じる顕熱の無駄も減らすことができるとの知見である。
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の吸着式ヒートポンプは、
第１の流体を蒸発させる蒸発器と、
蒸発器から第１の流体が供給され、第１の流体を保持し保持された流体を脱離する第１の流体保持部、及び第２の流体が供給され、第２の流体を保持し保持された流体を脱離する第２の流体保持部を熱的に接続された状態で備え、前記第１の流体保持部及び前記第２の流体保持部の少なくとも一方が、供給された流体を保持するときに反応熱を放出する吸着材を有する吸着器と、
蒸発器から第１の流体が供給され、第１の流体が固定化されるときに第１の流体の蒸発潜熱以上の反応熱を放出し、第１の流体が脱離するときに蓄熱する化学蓄熱材を有する蓄熱反応部、及び第２の流体が供給され、第２の流体を気化する流体気化部を熱的に接続された状態で備え、気化した第２の流体を前記吸着器に供給することで少なくとも前記吸着材を加熱する蓄熱反応器と、
吸着器の第１の流体保持部及び第２の流体保持部と流体の流通が可能なように連通され、第１の流体保持部及び第２の流体保持部から排出された第１の流体及び第２の流体を凝縮し、凝縮された少なくとも第１の流体を蒸発器に供給し、凝縮された少なくとも第２の流体を蓄熱反応器に供給する凝縮器と、
を設けて構成されたものである。
【００１３】
本発明においては、潜熱加熱（例えば水蒸気加熱）と潜熱冷却を用いることにより、熱交換用の流体（いわゆる熱媒）の使用量を最小限にし、吸着器における吸着質である作動流体（例えばアンモニアや水等）の吸着又は脱離時に吸着器で生じやすい顕熱損失を減らすと共に、利用された熱エネルギーを一箇所（凝縮器）に集めて回収する。これにより、顕熱ロスを防ぎ、ＣＯＰを効果的に向上させることができる。
【００１４】
本発明では、吸着器に蒸発器又は蓄熱反応器から第１の流体又は第２の流体を供給し、供給された流体の保持と脱離を繰り返すことで、熱エネルギーの利用を行なう。具体的には、蒸発器又は蓄熱反応器から供給される蒸発潜熱を生じる流体を一時的に保持し、保持された流体を脱離させることによって、熱エネルギーの利用を図る吸着式ヒートポンプにおいて、吸着器が、第１の流体が供給され、第１の流体を保持し且つ保持された流体を脱離する第１の流体保持部と、第２の流体が供給され、第２の流体を保持し且つ保持された流体を脱離する第２の流体保持部と、を熱的に接続した状態で有していることで、第１の流体保持部と第２の流体保持部との間で熱交換を行ない、例えば以下のようにして、２つの流体保持部間で利用した熱を凝縮器にて回収する。すなわち、
蓄熱反応器で加熱されて気化した第２の流体（加熱された流体）が第２の流体保持部に送られると、第２の流体は第２の流体保持部で例えば凝縮して液状に相変化することで保持されるとともに、熱（例えば凝縮熱等）を放出する。第２の流体の熱と凝縮熱とによって、第１の流体保持部は加熱され、第１の流体保持部で保持されていた第１の流体は脱離して、脱離した第１の流体は凝縮器に送られる。このとき、第２の流体保持部では、第２の流体が増え、第１の流体保持部に保持された第１の流体は徐々に減少する。このようにして第１の流体保持部に保持された第１の流体が減ると、続いて蒸発器から気体の第１の流体が供給される。気体の第１の流体が第１の流体保持部に送られると、第１の流体は第１の流体保持部において保持（例えば吸着材に吸着されて保持）されるとともに、熱（例えば吸着熱等）を放出する。放出された熱（例えば吸着熱等）によって、第２の流体保持部は加熱され、第２の流体保持部に保持されていた第２の流体は脱離し、脱離した第２の流体は凝縮器に送られる。このとき、第１の流体保持部では、第１の流体の保持量（例えば吸着材における吸着量）が増え、第２の流体保持部の液体の第２の流体は気化し、第２の流体の保持量は徐々に減少する。
本発明では、吸着器への第２の流体の供給を蓄熱反応器により行なう。蓄熱反応器は、化学蓄熱材の反応熱による第２の流体の気化機能と、加熱された気体の第２の流体を送って吸着器を加熱する加熱器としての供給機能とを担う。具体的には、上記のように蓄熱反応器で気化した第２の流体が第２の流体保持部に送られる場合、蒸発器から蓄熱反応器の蓄熱反応部に第１の流体が供給され、蓄熱反応部の化学蓄熱材で例えば下記の反応（1）,（2）,（3）によって第１の流体が固定化されるとき（下記の可逆反応（1）〜（3）において右方向に進む反応時）に生じた反応熱が、蓄熱反応器の流体気化部に熱交換され、流体気化部内の第２の流体を気化し、気体状の第２の流体が吸着器の第２の流体保持部に送られる。このとき、凝縮器において凝縮された第１の流体（第１の流体及び第２の流体が同じ流体の場合は第１の流体及び第２の流体）は蒸発器に供給され、凝縮された第２の流体（第１の流体及び第２の流体が同じ流体の場合は第１の流体及び第２の流体）は蓄熱反応器に供給されるように構成されている。なお、蓄熱反応部の化学蓄熱材に固定化された流体量が所定の閾値に達したときには、化学蓄熱材は例えば外部より加熱されることで再生される。
ＣａＯ ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｃａ（ＯＨ）２ ＋ Ｑ１［kJ］  …(1)
ＣａＣｌ２・２ＮＨ３ ＋ ６ＮＨ３ ⇔ ＣａＣｌ２・８ＮＨ３＋ Ｑ２［kJ］  …(2)
ＭｇＣｌ２・２ＮＨ３ ＋ ４ＮＨ３ ⇔ ＭｇＣｌ２・６ＮＨ３＋ Ｑ３［kJ］  …(3)
上記のように吸着器での流体の保持、脱離が繰り返されることで、凝縮器において、利用された熱エネルギーの回収が継続的に行なえる。
【００１５】
また、吸着器では、第１の流体保持部及び第２の流体保持部の一方又は両方が、供給された流体を保持するときに反応熱を放出する吸着材を有している。これにより、流体保持部の少なくとも一方では、吸着材による流体の吸着による保持が行なわれることで、吸着熱が得られる。
【００１６】
本発明の吸着式ヒートポンプでは、第１の流体保持部及び第２の流体保持部の一方が吸着材（好ましくは物理吸着材）を有し、他方が多孔層及び／又は溝部（例えば、溝や窪み状のグルーブ（groove）構造や、網細現象を持つ例えばメッシュ状等のウィック構造）を有している態様に構成することができる。この場合、吸着材が設けられた前記一方の流体保持部に流体（例えば第１の流体）が供給されたときには、吸着材より放出された反応熱で他方の流体保持部に保持された流体（例えば第２の流体）が脱離する構成になる。
例えば第１の流体保持部に吸着材を配し、熱的に接続された第２の流体保持部の、少なくとも第１の流体保持部との間で熱交換する熱交換部位に溝部が設けられていることで、第２の流体保持部に送られた第２の流体が凝縮して液化したときに、液体が溝部に留まり、液状の第２の流体を流体保持部内に均一的に存在させることができる。すなわち、例えば均一性のある液膜状に第２の流体を存在させることができる。
これにより、熱交換の均一性、熱交換効率を高まり、吸着材に第１の流体が吸着し吸着熱が第２の流体保持部に伝達したときには、液状の第２の流体の脱離を促進することができる。
【００１７】
また、本発明の吸着式ヒートポンプにおいては、吸着器は、第１の流体保持部と第２の流体保持部との双方が吸着材を有している態様に構成することができる。この場合、蒸発器から吸着器の第１の流体保持部に第１の流体が供給されたときには、第１の流体保持部の吸着材より放出された反応熱によって、第２の流体保持部に保持された第２の流体が脱離し、蓄熱反応器から吸着器の第２の流体保持部に第２の流体が供給されたときには、第２の流体保持部の吸着材より放出された反応熱によって、第１の流体保持部に保持された第１の流体が脱離する構成になる。
【００１８】
本発明の吸着式ヒートポンプは、更に、蓄熱反応器の化学蓄熱材を加熱する熱源を備えていることが好ましい。蓄熱反応器は、凝縮器から供給された第２の流体を加熱気化する機能を担うため、蒸発器から蓄熱反応部に供給された第１の流体を固定化して反応熱を得るが、固定化された流体量が所定の閾値を超えると、流体気化部と熱交換する反応熱が得られない。そのため、外部より熱の付与が可能な熱源を設けることで、蓄熱反応部の化学蓄熱材を再生し、第２の流体を加熱気化する機能を回復することができる。
【００１９】
本発明の吸着式ヒートポンプにおいては、吸着器の少なくとも第１の流体保持部に吸着材を設けて構成し、更に、
蒸発器と第１の流体保持部との間の第１の流体の流通量を調節する第１の流量調節弁と、蒸発器と蓄熱反応部との間の第１の流体の流通量を調節する第２の流量調節弁と、蓄熱反応器と第２の流体保持部との間の第２の流体の流通量を調節する第３の流量調節弁と、
第２の流体保持部に保持された第２の流体を脱離させるときには、第１の流体が吸着材に吸着されるように第１の流通調節弁の開度を大きく（例えば開放）すると共に第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の開度を小さく（例えば閉塞）し（吸着材が第１の流体を吸着する「吸着器吸着モード」）、また第１の流体保持部に吸着された第１の流体を脱離させるときには、第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の開度を大きく（例えば開放）すると共に第１の流通調節弁の開度を小さく（例えば閉塞）すること（吸着材が第１の流体を脱離する「吸着器再生モード」）により、第１の流体及び第２の流体の流通を切替える（すなわち、吸着器吸着モードと吸着器吸着モードとを切替える）流通制御手段と、
を設けて構成することができる。
【００２０】
第１の流量調節弁、第２の流量調節弁、及び第３の流量調節弁を配し、例えば水蒸気の吸着量に応じて、それぞれの弁の開度を流通制御手段で自動制御することで、安定した熱量の回収が安定的に行なえる。
第２の流体保持部に保持された第２の流体を脱離させるときは、吸着器の吸着材に吸着した第１の流体の吸着量が所定の閾値（吸着材が吸着できる最大吸着量；以下同様）未満である場合に該当し、このような場合には、第１の流体を吸着材に吸着させて吸着熱を生成させるため、第１の流通調節弁の開度を大きく（例えば開放）する。逆に、第１の流体保持部に吸着された第１の流体を脱離させるときは、吸着器の吸着材に吸着した第１の流体の吸着量が所定の閾値以上である場合に該当し、このような場合には、蓄熱反応器から供給される第２の流体の量を増して、吸着材の再生を促進するため、第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の開度を大きく（例えば開放）する。
【００２１】
また、流通制御手段は、蓄熱反応器の化学蓄熱材に固定化された流体量をもとに、第１の流通調節弁、第２の流通調節弁、及び第３の流通調節弁の開度を調節し、吸着器での流体の着脱を制御することができる。具体的には、
蓄熱反応器の化学蓄熱材に固定化された第１の流体の量が所定の閾値（例えば金属酸化物の場合、金属酸化物が水和反応により結合できる水蒸気（流体）の最大量）未満であるときには、第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の開度を大きく（例えば開放）すると共に第１の流通調節弁の開度を小さく（例えば閉塞）することで、第１の流体保持部に吸着された第１の流体を脱離させ、また、蓄熱反応器の化学蓄熱材に固定化された第１の流体の量が所定の閾値を超えているときには、水和等が困難で反応熱が得られないため、第２の流通調節弁の開度を大きくすると共に、蓄熱反応器の化学蓄熱材に固定化された第１の流体を（例えば前記熱源により加熱して）脱離させることにより、化学蓄熱材を再生することが好ましい。
【００２２】
また、流通制御手段は、流体の着脱時間を積算し、その積算値に基づいて、吸着材への流体の吸着で吸着熱を得る吸着器吸着モードと、吸着材を加熱して流体が脱離する吸着器再生モードと、を切替えてもよい。具体的には、
第２の流体保持部に保持された第２の流体を脱離させるとき（すなわち第１の流体の吸着量が所定の閾値未満である場合）には、第１の流通調節弁の駆動開始から所定時間が経過した後、第１の流通調節弁の開度を小さくすると共に第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の開度を大きくし、第１の流体保持部に吸着された前記第１の流体を脱離させるとき（第１の流体の吸着量が所定の閾値以上である場合）には、第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の駆動開始から所定時間が経過した後、第２の流通調節弁及び第３の流通調節弁の開度を小さくすると共に第１の流通調節弁の開度を大きくすることができる。
【００２３】
本発明の吸着式ヒートポンプにおいて、流体保持部で保持又は脱離（好ましくは吸着又は脱離）される第１の流体及び第２の流体の少なくとも一方は、アンモニア又は水であることが好ましい。アンモニアや水蒸気は、蒸発潜熱が大きい物質であるため、流体保持部で保持又は脱離させたときに発生する熱量が大きく、保持又は脱離させる一回の過程で大きい熱量の回収が可能になる。
【００２４】
また、第１の流体及び第２の流体には、同一の流体を用いることが好ましい。同一の流体とは、物質の種類が同一の流体をいう。
従来の吸着式ヒートポンプでは、いわゆる熱媒と称される熱交換用の流体と、吸着器への吸着又は脱離に関与する吸着質である作動流体と、の異種流体を利用している。このようなシステムにおいて、吸着器での吸着・脱着（再生）を繰り返し行なうためには、吸脱着の切替えに合わせてそれぞれの流体の流路を切替える必要があり、そのためのバルブ等の制御が複雑になる。また、流路の切替えにより、互いに温度の異なる流路内に残存する流体同士が混ざり合うため、顕熱ロス（熱エネルギー損失）が生じ、熱の利用効率が低下しやすい。
これに対して、吸着器での吸脱着を担う熱媒及び作動流体として、同一の流体を用いることで、バルブ制御を簡易に行なえ、特定箇所（特に凝集器）で熱の回収を行なうことができる。
【００２５】
吸着式ヒートポンプの吸着器に配される吸着材は、活性炭、メソポーラスシリカ、ゼオライト、シリカゲル、及び粘土鉱物からなる群から選択されることが好ましい。特に物理吸着材である活性炭、メソポーラスシリカ、ゼオライト、シリカゲル、及び粘土鉱物は、物質（例えばアンモニアや水蒸気）の脱離あるいは脱離した物質の再吸着を行なう場合に、物質１ｍｏｌの脱離あるいは吸着に要する熱量が化学吸着材に比べて小さく、少ない熱量で物質の授受を行なうことができる。
【００２６】
本発明の吸着式ヒートポンプの蓄熱反応器は、化学蓄熱材の少なくとも一種として、金属酸化物及び金属塩化物から選択される化合物を用いて構成された態様が好ましく、アルカリ金属の水酸化物及び塩化物、アルカリ土類金属の水酸化物及び塩化物、並びに遷移金属の水酸化物及び塩化物からなる群から選択される化合物を有している態様がより好ましい。
【００２７】
金属酸化物及び金属塩化物は、高い蓄熱密度（ｋＪ／ｋｇ）が得られる点で好適であり、熱の有効利用に適している。アルカリ金属の水酸化物及び塩化物、アルカリ土類金属の水酸化物及び塩化物、及び遷移金属の水酸化物及び塩化物は、温熱及び冷熱の生成効率をより高める点で有用である。
【００２８】
なお、蓄熱密度は、水やアンモニア等の熱媒の脱離により水酸化物又は金属塩化物１ｋｇあたりに蓄熱される熱量（ｋＪ）を示す。
【００２９】
本発明においては、第１の流体及び／又は第２の流体として水を用い、水の授受により蓄熱、放熱を行なう場合、化学蓄熱材としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、及び酸化バリウム（ＢａＯ）から選択されるものが好ましい。
【００３０】
本発明においては、第１の流体及び／又は第２の流体としてアンモニアを用い、アンモニアの授受により蓄熱、放熱を行なう場合、化学蓄熱材としては、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ２）、塩化バリウム（ＢａＣｌ２）、塩化マンガン（ＭｎＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、及び塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）から選択されるものが好ましい。
【００３１】
本発明の吸着式ヒートポンプにおいては、上記の吸着器を２基配置し、２基の吸着器は、それぞれ加熱器に接続されると共に、蒸発器と凝縮器とに接続されており、２基の吸着器の一方が、第１の流体保持部に吸着材を有し、かつ該吸着材に第１の流体を保持（すなわち吸着熱を生成）するときは、他方が、第１の流体保持部に吸着材を有し、該吸着材から第１の流体を脱離（すなわち吸着材を再生）する構成とすることができる。つまり、２基の吸着器を配置し、一方の吸着材（例えば第１の流体保持部の吸着材）では流体を吸着し、他方の吸着材（例えば第１の流体保持部の吸着材）では脱離するように、２基の吸着器を交互に作動させることで、より効率良く、多量の熱エネルギーを取り出すことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、熱エネルギー損失（顕熱ロス）が小さく、増熱効果の高い吸着式ヒートポンプが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の吸着式ヒートポンプの構成例を示す概略図である。
【図２】吸着器の具体的な構成例を示す斜視図である。
【図３】吸着器（又蓄熱反応器）に備えられる吸着材（又は化学蓄熱材）の具体的態様を示す斜視図である。
【図４】蓄熱反応器の具体的な構成例を示す斜視図である。
【図５】吸着器再生モードで熱利用する際の流通形態を示す図である。
【図６】吸着器吸着モードで熱利用する際の流通形態を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態の増熱サイクル制御ルーチンを示す流れ図である。
【図８】本発明の第２実施形態の吸着式ヒートポンプの構成例を示す概略図である。
【図９】本発明の第２実施形態の増熱サイクル制御ルーチンを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して、本発明の吸着式ヒートポンプの実施形態について具体的に説明する。但し、本発明においては、以下に示す実施形態に制限されるものではない。
【００３５】
（第１実施形態）
本発明の吸着式ヒートポンプの第１実施形態を図１〜図７を参照して説明する。本実施形態では、吸着器の吸着材としてシリカゲルを、蓄熱反応器の化学蓄熱材として酸化カルシウム（ＣａＯ）を用い、吸着器や蓄熱反応器に供給される２つの流体（熱媒及び作動流体）として水蒸気（水）を用いた吸着式ヒートポンプ（以下、単に「ヒートポンプ」ともいう。）を一例に詳細に説明する。
【００３６】
本実施形態のヒートポンプ１００は、図１に示すように、蒸発器１０と、吸着材を有する吸着器２０と、化学蓄熱材を有し、吸着器を蒸気加熱する加熱器の機能を担う蓄熱反応器３０と、吸着器２０から排出された流体（水蒸気）を凝縮する凝縮器４０と、を備えている。
【００３７】
水蒸気とは、気体の状態になっている水、及びこれが空気中で凝結して細かい水滴となったものを包含する意味である。
【００３８】
本実施形態のヒートポンプ１００は、下記の２つの特徴を有している。
（１）吸着器等と熱交換するための熱媒と吸着器や蓄熱反応器に吸着等する吸着質等である作動流体とが同一の流体（水蒸気）である。
（２）吸着器に対する加熱、冷却に凝縮熱伝達、蒸発熱伝達を利用する。
【００３９】
蒸発器１０は、水を気化し、気化して生成された第１の流体である水蒸気を供給可能に吸着器２０及び蓄熱反応器３０とそれぞれ接続されている。具体的には、蒸発器１０には、流通調節弁であるバルブＶ４を有する流通配管１２の一端と、流通調節弁であるバルブＶ５を有する流通配管１４の一端と、がそれぞれ接続されており、蒸発器１０は、流通配管１２を介して吸着器２０と連通されると共に、流通配管１４を介して蓄熱反応器３０と連通されている。
【００４０】
蒸発器は、蓄熱反応器３０の蓄熱反応部に配された化学蓄熱材における水の吸着量が飽和量に達していない場合や、後述するように吸着器に設けられた第１の流体保持部の吸着材における水蒸気の吸着量が減少した場合に、蒸発器中の水の気化が進行して、水蒸気として流通配管１２に供給される構造を有するものが好ましい。また、水を外部からの熱で加熱し、水蒸気として流通配管１２，１４に排出することができる機能を有していることが好適である。
【００４１】
蒸発器１０は、上記のように水の気化により気化熱を奪うため、蒸発器１０では、吸着器２０に供給する水蒸気の気化熱に相当する冷熱が生成される。したがって、冷熱需要の例であるエアコン室外機などの冷熱機器６０を例えば熱交換管６１を介して熱的に接続することで、冷熱の有効利用が可能である。
上記の熱交換管は、無端の配管とこの配管内を流通する熱交換用流体とで構成されている。配管に取り付けられた図示しない循環用ポンプによって、配管中を熱交換用流体（例えば水又は水と水溶性溶剤との混合溶媒）が循環して流通することで、冷熱を冷熱機器５０に供給することができる。
【００４２】
吸着器２０は、蒸発器１０から水蒸気（第１の流体）が供給され、水蒸気を吸着して保持し、吸着された水蒸気を脱離して放出する第１の流体保持部である流体保持室２２と、蓄熱反応器３０から水蒸気（第２の流体）が供給され、水蒸気を凝縮して保持し、凝縮された水蒸気を再び水蒸気として脱離し放出する第２の流体保持部である流体保持室２４と、を備えている。
【００４３】
吸着器２０には、複数の流体保持室２２及び流体保持室２４が設けられており、流体保持室２２及び流体保持室２４の各々は、図２に示すように、吸着器２０の筐体内に交互に配置され、隣り合う室が互いに熱的に接続されている。つまり、流体保持室２２で放熱又は吸熱が発生して温度変化が起きると、流体保持室２２は流体保持室２４との間で熱交換して、流体保持室２４は加熱又は冷却されるようになっている。
【００４４】
流体保持室２２には、流通配管１２の他端が接続されており、蒸発器１０から水蒸気が供給される。この流体保持室２２には、図２に示すように、各室の天面及び底面に板状の吸着材２６が配設されており、供給された水蒸気を吸着して保持できるようになっている。
【００４５】
吸着材２６は、シリカゲル（物理吸着材）を用いて板状に成形したものであり、図３のように、シリカゲル板２６Ａ、２６Ｂとで構成されている。シリカゲル板２６Ａ、２６Ｂの流体保持室２４と向き合う面Ｓ、すなわち各室の天面、底面と接する面は、伝熱面であり、この面を通じて互いに隣り合う室と熱交換することができる。
例えば、流体保持室２４で水蒸気が凝縮して凝縮熱が発生すると、シリカゲル板２６Ａ、２６Ｂの伝熱面Ｓで熱交換され、シリカゲル板２６Ａ、２６Ｂ（吸着材）が加熱されると、シリカゲルに吸着されている水蒸気が脱離し、加熱時に供された熱量分の水蒸気を凝縮器４０に供給することができる。
【００４６】
吸着材が用いられることにより、水蒸気の吸着（固定化）及び脱離に要する熱量を小さく抑えることができ、低エネルギーでも水蒸気の着脱が容易に行なえる。本実施形態では、第１の流体として水蒸気を用いているが、水蒸気のほか、アンモニア等の蒸発潜熱の大きい物質は好適に用いることができる。例えばアンモニアを用いた場合では、アンモニア１ｍｏｌの吸着及び脱離に要する熱量は、２０〜３０ｋＪ／ｍｏｌに抑えることができる。なお、対比値として、化学蓄熱材（例えばＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２等）をもちいたときの熱量は４０〜６０ｋＪ／ｍｏｌである。
【００４７】
吸着材としては、本実施形態で用いたシリカゲルのように、多孔体を用いることができる。多孔体としては、吸着（好ましくは物理吸着）による水蒸気等の流体の固定化及び脱離の反応性をより向上させる観点から、細孔径が１０ｎｍ以下の孔を有する多孔体が好ましい。細孔径の下限は、製造適性等の観点から、０．５ｎｍが好ましい。多孔体としては、前記同様の観点から、平均１次粒子径が５０μｍ以下の１次粒子が凝集して得られた１次粒子凝集体である多孔体が好ましい。平均１次粒子径の下限は、製造適性等の観点から１μｍが好ましい。
【００４８】
吸着材の例としては、本実施形態で用いられているシリカゲルのほか、例えば、活性炭、メソポーラスシリカ、ゼオライト、粘土鉱物等が挙げられる。前記粘土鉱物としては、非架橋の粘土鉱物であっても、架橋された粘土鉱物（架橋粘土鉱物）であってもよい。粘土鉱物の例として、セピオライト、スメクタイト系粘土（サポナイト、モンホリロナイト、ヘクトライト、等）、４−珪素雲母、雲母、バーミキュライト等が挙げられ、中でもセピオライトが好ましい。
【００４９】
前記シリカゲルとしては、ＢＥＴ法による比表面積が１００ｍ２／ｇ以上１５００ｍ２／ｇ以下（より好ましくは、３００ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下）であるシリカゲルが好ましい。
前記活性炭としては、ＢＥＴ法による比表面積が８００ｍ２／ｇ以上４０００ｍ２／ｇ以下（より好ましくは、１０００ｍ２／ｇ以上２０００ｍ２／ｇ以下）である活性炭が好ましい。
前記メソポーラスシリカとしては、ＢＥＴ法による比表面積が５００ｍ２／ｇ以上１５００ｍ２／ｇ以下（より好ましくは、７００ｍ２／ｇ以上１３００ｍ２／ｇ以下）であるメソポーラスシリカが好ましい。
前記ゼオライトとしては、ＢＥＴ法による比表面積が５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下（より好ましくは、１００ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下）であるゼオライトが好ましい。
【００５０】
本発明においては、流体の圧力や温度に合わせて、吸着材（好ましくは多孔体）の種類を適宜選定することができる。吸着による流体（本実施形態では水）の固定化及び脱離の反応性をより向上させる観点からは、シリカゲルを少なくとも含む態様が好ましい。また、吸着によるアンモニアの固定化及び脱離の反応性をより向上させる観点からは、活性炭を少なくとも含む態様が好ましい。
【００５１】
吸着材（好ましくは物理吸着材）を用いた第１の流体の授受により吸発熱する構成の場合、吸着材の全量中に占める吸着材の含有比率は、流体の固定化及び脱離の反応性をより高く維持する観点から、８０体積％以上が好ましく、９０体積％以上がより好ましい。
【００５２】
吸着材を成形体にして利用する場合、吸着材と共にバインダーを含有してもよい。バインダーを含有することで、成形体の形状がより維持され易くなるので、吸着による熱媒の固定化及び脱離の反応性がより向上する。バインダーとしては、水溶性バインダーが好ましい。水溶性バインダーとしては、ポリビニルアルコール、トリメチルセルロース等が挙げられる。
また、吸着材及びバインダーに加えて、必要に応じて、他の成分を含有していてもよい。他の成分の例として、カーボンファイバーや金属繊維等の熱伝導性無機材料等が挙げられる。
【００５３】
吸着材及びバインダーを用いて成形する場合、バインダーの含有比率は、成形体の形状をより効果的に維持する観点から、５体積％以上が好ましく、１０体積％以上がより好ましい。成形方法については、特に限定はなく、例えば、吸着材（及び必要に応じバインダー等の他の成分）を加圧成形、押し出し成形等の公知の成形手段により成形する方法が挙げられる。成形時の圧力は、例えば２０〜１００ＭＰａとすることができ、２０〜４０ＭＰａが好ましい。
【００５４】
流体保持室２４には、流通配管３８の一端が接続されており、後述する蓄熱反応器３０から水蒸気と共に熱が供給される。熱が供給されると、流体保持室２２との間で熱交換され、流体保持室２４では水蒸気は凝縮し水が生成される。このときの凝縮熱も、流体保持室２２との間で熱交換される。これにより、流体保持室２２では、吸着材が加熱され、吸着材に吸着されている水蒸気が脱離する。
【００５５】
流体保持室２４の、流体保持室２２との間で熱交換が行なえる天面及び底面には、グルーブやウィック（溝）が設けられている。グルーブ構造やウィック構造を有する面は、凹状の溝が施されており、この溝部において液体（本実施形態では水）をその表面張力により保持し、液膜を形成することができる。これより、熱交換が行なわれる面に水を均一的に存在させて、熱交換する面内の気化分布を均一化することができる。
【００５６】
グルーブ（groove）構造とは、溝や窪み状の凹みが形成された構造をさし、熱交換器の内壁に形成されたものである。また、ウィック構造とは、網細現象を持つメッシュ状等に形成された構造をさし、やはり内壁に形成されたものである。これらの溝部は、壁面に対してプレス、切削等をすることにより形成されたものである。
【００５７】
本実施形態では、流体保持室２４に溝構造を施すのみで吸着材を設けない構成としたが、流体保持室２４の流体保持室２２と向き合う天面や底面に多孔層を配設した構造にしてもよい。
多孔層としては、上記の多孔体を用いるほか、多孔構造を形成し得る材料を用いることによって、多孔構造が設けられていればよい。多孔構造を形成し得る材料としては、シリカゲル、ゼオライト、シリカ、活性炭、及び粘土鉱物などを使用することができる。多孔層として、吸着材を配してもよく、流体保持室２２で使用可能な吸着材と同様のものを使用できる。シリカゲル、ゼオライト、シリカ、活性炭、及び粘土鉱物の詳細については既述の通りである。
【００５８】
蓄熱反応器３０は、蒸発器１０から水蒸気（第１の流体）が供給され、水蒸気が水和反応により固定化されるときに反応熱を放出し、水蒸気が脱離するときに蓄熱する化学蓄熱材を有する蓄熱反応部である反応室３２と、凝縮器４０から水（第２の流体）が供給され、水を反応室３０からの熱で気化する流体気化部である気化室３４と、を備えている。
【００５９】
蓄熱反応器３０には、複数の反応室３２及び気化室３４が設けられており、反応室３２及び気化室３４の各々は、図４に示すように、蓄熱反応器３０の筐体内に交互に配置され、隣り合う室が互いに熱的に接続されている。つまり、反応室３２で放熱又は吸熱が発生して温度変化が起きると、反応室３２は気化室３４との間で熱交換して、気化室３４は加熱又は冷却されるようになっている。
【００６０】
反応室３２には、流通配管１４の他端が接続されており、蒸発器１０から水蒸気が供給される。この反応室３２には、図４に示すように、各室の天面及び底面に板状の蓄熱材３６が配設されており、供給された水蒸気が蓄熱材と反応して保持されるようになっている。
【００６１】
板状の蓄熱材３６は、化学蓄熱材である酸化カルシウム（ＣａＯ）の粉末をプレスすることで、板状に成形されたものである。この蓄熱材３６は、上記の吸着材２６と同様に、図３に示されるように、ＣａＯ板状体（化学蓄熱材構造体）３６Ａと３６Ｂとで構成されている。ＣａＯ板状体３６Ａ、３６Ｂの反応室３４と向き合う面Ｓ、すなわち各室の天面、底面と接する面は、伝熱面であり、この面を通じて互いに隣り合う室と熱交換することができる。
【００６２】
化学蓄熱材の１つである酸化カルシウムは、下記の反応を起こして反応熱を生じる。化学蓄熱材は、化学反応を利用して熱の吸収、放出を行なうことのできる物質である。例えばＣａＯによる熱の吸収、放出は、水和により放熱（発熱）し、脱水を伴なって蓄熱（吸熱）する構成となる。すなわち、ＣａＯは、以下に示す反応により蓄熱、放熱を可逆的に繰り返することができる。
ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｃａ（ＯＨ）２    ・・・(a)
また、これに蓄熱量、発熱量Ｑを併せて示すと、以下のようになる。
ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  Ｃａ（ＯＨ）２  ＋  Ｑ    ・・・(b)
Ｃａ（ＯＨ）２  ＋  Ｑ  →  ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ    ・・・(c)
【００６３】
例えば、気化室３４で水蒸気が凝縮して凝縮熱が発生すると、蓄熱材３６のＣａＯ板状体３６Ａ、３６Ｂの伝熱面Ｓで熱交換され、ＣａＯ板状体３６Ａ、３６Ｂが加熱されると、上記式（c）の反応が進行して脱水し、加熱時に供された熱量分の水蒸気を凝縮器４０に供給することができる。
【００６４】
化学蓄熱材が用いられることにより、水蒸気の固定化及び脱離に要する熱量を小さく抑えることができ、低エネルギーでも水蒸気の着脱が容易に行なえる。
化学蓄熱材の例としては、本実施形態で用いられているＣａＯのほか、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）などのアルカリ土類金属の無機酸化物や、酸化リチウムなどのアルカリ金属の無機酸化物、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、等の無機酸化物などが挙げられる。金属酸化物は、一種単独で用いるほか、二種以上を併用してもよい。
【００６５】
本実施形態では、第１の流体として水（水蒸気）を用いているが、水のほか、アンモニア等の蒸発潜熱の大きい物質を好適に用いることができる。第１の流体としてアンモニアを用いる場合には、化学蓄熱材として、上記と異なる金属塩化物が好適に用いられる。金属塩化物を用いると、蓄熱密度をより高めることができる。
【００６６】
金属塩化物は、アンモニアの吸着時に発熱反応を生じる化合物が適用可能である。金属塩化物では、アンモニアが蓄熱材に固定化（吸着）されるときに放熱し、アンモニアが蓄熱材から脱離するときに蓄熱する。例えば塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）の場合、下記の可逆反応において、右方向に進む反応時に放熱し、左方向に進む反応時に蓄熱することができる。
ＭｇＣｌ２・２ＮＨ３ ＋ ４ＮＨ３ ⇔ ＭｇＣｌ２・６ＮＨ３＋ Ｑ１［kJ］
【００６７】
金属塩化物としては、アルカリ金属の塩化物、アルカリ土類金属の塩化物、及び遷移金属の塩化物などが好適であり、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ２）、塩化バリウム（ＢａＣｌ２）、塩化マンガン（ＭｎＣｌ２）、塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、及び塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）が好適に挙げられる。金属塩化物は、一種単独で用いるほか、二種以上を併用してもよい。
金属塩化物の種類は、アンモニア圧や温度に合わせて適宜選定することができる。したがって、熱利用の対象に合わせ、アンモニア圧や温度を選定できる幅が広がる。
【００６８】
上記の中では、水を流体とする系では、水和反応に伴なって放熱し、脱水反応に伴なって吸熱する水和反応性蓄熱材が好ましく、特に酸化カルシウム（ＣａＯ）好ましい。
また、アンモニアを流体とする系では、氷点下での運転が可能である。この場合、アンモニアの吸着温度が低い場合は、ＢａＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＳｒＣｌ２を選択することができ、アンモニアの吸着温度が比較的高い場合は、ＭｇＣｌ２、ＭｎＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２を選択することができる。
【００６９】
化学蓄熱材は、ＣａＯ等の例えば粒状物をプレス成形して得られた成形体として設けることができる。成形方法については、特に限定はなく、例えば、化学蓄熱材及び必要に応じてバインダー等の他の成分を含む蓄熱材（又は蓄熱材を含むスラリー）を、加圧成形、押出成形等の公知の成形方法を適用することができる。成形時の圧力は、例えば２０〜１００ＭＰａとすることができ、２０〜４０ＭＰａが好ましい。
【００７０】
気化室３４には、吸着器の流体保持室２４と繋がる流通配管３８の他端と、供給配管４２の一端とが接続されている。気化室３４では、室内に凝縮水が存在するときはこの凝縮水が反応室３２との間で熱交換し、また後述の凝縮器４０から水が供給されたときは供給された水が反応室３２との間で熱交換することで、水蒸気が生成される。
【００７１】
気化室３４の、反応室３２との間で熱交換が行なえる天面及び底面には、グルーブやウィック（溝）が設けられている。グルーブ構造やウィック構造を有する面は、凹状の溝が施されており、この溝部において液体（本実施形態では水）をその表面張力により保持し、液膜を形成することができる。これより、熱交換が行なわれる面に水を均一的に存在させて、熱交換する面内の気化分布を均一化することができる。
グルーブ（groove）構造及びウィック構造については、既述の通りである。
【００７２】
本実施形態では、気化室３４に溝構造を施すのみで吸着材を設けない構成としたが、気化室３４の反応室３２と向き合う天面や底面に多孔層を配設した構造にしてもよい。多孔層としては、上記の多孔体を用いるほか、多孔構造を形成し得る材料を用いることによって、多孔構造が設けられていればよい。多孔構造を形成し得る材料の詳細については、既述の通りである。
【００７３】
蓄熱反応器３０には、外部から化学蓄熱材を加熱することができる加熱器を更に備えていることが好ましい。蒸発器から供給された水蒸気で水和反応が進行し難くなったときは、加熱器により加熱して例えば脱水反応（水の脱離）を進めることで化学蓄熱材を再生することができる。再生時に生じた水蒸気は、流通配管１４を通じて蒸発器に戻し、再利用に供することができる。
【００７４】
凝縮器４０は、吸着器２０からの水蒸気の供給が可能に接続されており、吸着器２０から供給された水蒸気を凝縮する。具体的には、凝縮器４０には、流通調節弁であるバルブＶ３を有する流通配管２８の一端と、流通調節弁であるバルブＶ１を有する流通配管２９の一端と、がそれぞれ接続されている。凝縮器４０は、流通配管２８を介して吸着器２０の流体保持室２２と連通されると共に、流通配管２９を介して吸着器２０の流体保持室２４と連通されており、流体保持室２２、２４からそれぞれ流通配管を通じて排出された水蒸気が凝縮器一箇所に回収されるようになっている。
【００７５】
また、凝縮器４０には、ポンプＰ１を有する流通配管４２の一端が接続されており、凝縮器は、流通配管４２によって蓄熱反応器３０の気化室３４と連通されている。凝縮器４０で水蒸気が凝縮されて液化した水は、ポンプＰ１を駆動させることにより、流通配管４２を通じて蓄熱反応器３０の気化室３４に送られ、気化室で水蒸気が生成される。ここで生成された水蒸気は、吸着器２０を水蒸気加熱するために用いられる。
【００７６】
更に、凝縮器４０には、ポンプＰ２を有する流通配管４４の一端が接続されており、流通配管４４によって凝縮器４０と蒸発器１０とが連通されている。凝縮器４０で凝縮された水は、ポンプＰ２を駆動させることで流通配管４４を通じて蒸発器１０にも供給される。蒸発器に供給された水は、水蒸気として蓄熱反応器の反応室３２に送られ、送られた水蒸気は化学蓄熱材に吸着され、気化室の水の気化を促進する熱の生成に用いられる。
【００７７】
次に、本実施形態の吸着式ヒートポンプの動作例について、図５〜図６を参照して説明する。図５は、吸着器再生モードで熱利用する際の流通形態を示す図であり、図６は、吸着器吸着モードで熱利用する際の流通形態を示す図である。
【００７８】
蒸発器１０では、凝縮器４０から水が供給されて蒸発が進行し、水蒸気を生成する。このとき、例えば１５℃程度の冷熱生成が可能であり、冷熱需要の例であるエアコン室外機などの冷熱機器６０を例えば熱交換管６１を介して熱的に接続することで、冷熱の有効利用が可能になる。
続いて、図５に示すように、蒸発器１０で生成された水蒸気は、流通配管１４を通じて蓄熱反応器３０の反応室３２に送られる。送られた水蒸気は、化学蓄熱材との間で水和反応して反応熱を生じる。このとき、例えば１００℃超の温熱生成が可能である。この反応熱が気化室３４との間で熱交換されることにより、気化室内の水が熱で気化し、例えば１００℃の高温蒸気を生成する。この高温蒸気が、流通配管３８を通じて吸着器２０の流体保持室部２４に送られると、蒸気熱が熱交換されて流体保持室２２の吸着材２６が熱せられると共に、蒸気は流体保持室２４で凝縮して液状に相変化することで保持され、さらに凝縮熱を放出する。このとき、例えば約９０℃程度の温熱生成が可能である。そのため、流体保持室２２の吸着材２６は、放出された凝縮熱の熱交換によっても加熱されることになる。これにより、流体保持室２２の吸着材２６に吸着されていた水は、例えば４０℃の水蒸気として脱離する。脱離した水蒸気は、流通配管２８を通じて凝縮器４０に送られ、例えば４０℃の温熱が生成される。
このとき、流体保持室２４では、凝縮により生成された水が増え、流体保持室２２では、吸着材２６に吸着されている水蒸気は徐々に減少する。
【００７９】
上記のようにして流体保持室２２に吸着された水蒸気の量が減るに伴ない、吸着材２６は水蒸気を吸着しやすい状態になる。そのため、凝縮器４０から蒸発器１０に供給された水は容易に気化し、生成した水蒸気は、図６に示すように吸着器２０の流体保持室２２に供給される。このとき、流通配管１４，２８，３８はバルブにより閉じられている。
蒸発器からの水蒸気が、図６のように流通配管１２を通じて流体保持室２２に送られると、水蒸気は流体保持室２２の吸着材に吸着されて保持されると共に、吸着熱を放出する。このとき、例えば４０℃の温熱生成が可能である。放出された吸着熱は、流体保持室２４との間で熱交換されることによって、流体保持室２４を加熱し、凝縮により流体保持室２４に溜まった水を気化し、水蒸気として脱離する。このとき脱離した水蒸気（第２の流体）は、流通配管２９を通じて凝縮器４０に送られる。
このとき、流体保持室２２では、吸着材２６における水蒸気の吸着量が増え、流体保持室２４では、溜まった水が気化して徐々に減少する。
【００８０】
以上のように、図５に示す吸着器再生モードと図６に示す吸着器吸着モードを、蓄熱反応器３０での蓄熱エネルギーがゼロになるまで繰り返すことによって、凝縮器において、継続的に利用された熱エネルギーを回収することができる。これにより、冷熱と温熱との連続生成が可能になる。
【００８１】
そして、蓄熱反応器の化学蓄熱材の水和反応が進行しなくなった場合、流通配管１４のみをバルブにより開通し、図示しない外部熱源によって化学蓄熱材を加熱（例えば４００℃）する。これにより、化学蓄熱材において脱水反応が進行し、水蒸気が生成される。生成された水蒸気は、流通配管１４を通じて蒸発器に戻される。このとき、蒸発器を凝縮器として利用し、送られた水蒸気を凝縮して蓄える。このとき、凝縮熱として例えば４０℃の温熱生成が可能である。
【００８２】
制御装置９０は、吸着式ヒートポンプの全制御を担う制御手段であり、バルブＶ１〜Ｖ５、ポンプＰ１〜Ｐ２、及び外部熱源などと電気的に接続されており、バルブやポンプ、熱源、熱交換を制御して熱利用をコントロールできるように構成されている。
【００８３】
次に、本実施形態の吸着式ヒートポンプを制御する流通制御手段である制御装置９０による制御ルーチンのうち、吸着器２０の２つの流体保持室に交互に水蒸気を供給して増熱サイクルを継続し熱エネルギーを回収する増熱サイクル制御ルーチンを中心に図７を参照して説明する。
【００８４】
本実施形態の吸着式ヒートポンプの起動スイッチのオンにより制御装置９０の電源がオンされると、システムが起動され、増熱サイクル制御ルーチンが実行される。なお、システムの起動は、自動で行なう以外に手動で行なうようにしてもよい。
【００８５】
本ルーチンが実行されると、まず流体保持室２２の吸着材２６における吸着質（水蒸気）の吸着量を判断するため、ステップ１００において、吸着量を計測する。そして、次のステップ１２０において、吸着量が所定の閾値Ｐ未満であるか否かが判定される。
【００８６】
ステップ１２０において、水蒸気の吸着量が閾値Ｐ未満であると判定されたときには、蒸発器１０からの水蒸気を吸着材２６が継続的に吸着できる状態にあるため、ステップ１４０に移行する（吸着器吸着モード）。ステップ１４０において、バルブＶ４を開き、吸着材２６による水蒸気の吸着を開始する。このとき、水蒸気の吸着により吸着熱が発生し、熱交換が可能な流体保持室２４が加熱される。また、流通配管２８に取り付けられたバルブＶ３は、閉塞されている。流体保持室２２からの吸着熱を熱交換して加熱された流体保持室２４では、水が気化して水蒸気として脱離する。そのため、次のステップ１６０において、流通配管２９に設けられているバルブＶ１を開き、流通配管２９を通じて流体回収室５０に水蒸気が送られる。このとき、流通配管２９に取り付けられたバルブＶ２は、閉塞されている。
【００８７】
次のステップ１８０において、ステップ１４０へ移行後の経過時間が所定時間（タイマ）Ｑ１に満たない状況にあるか否かが判定され、未だ時間Ｑ１が経過していないと判定されたときは、吸着器の吸着材が水蒸気を吸着できる状態にあるため、ステップ１４０、１６０を継続する。一方、時間Ｑ１が経過したと判定されたときには、吸着器再生モードに切り替えるため、ステップ２００に移行する。
【００８８】
ステップ２００において、吸着材２６の水蒸気を脱離させるため、バルブＶ２を開いて、蓄熱反応器３０から加熱された水蒸気を供給する。加熱された水蒸気が、流通配管３８を通じて吸着器２０の流体保持室部２４に送られると、水蒸気は流体保持室２４で凝縮し、水に相変化することで保持されるとともに、凝縮熱を放出する。このとき、流体保持室２４に供給された水蒸気の熱が流体保持室２２との間で熱交換され、さらに放出された凝縮熱も流体保持室２２との間で熱交換されることにより、流体保持室２２の吸着材２６は加熱される。このようにして、流体保持室２２の吸着材２６に吸着された水蒸気は、再び脱離する。そのため、次のステップ２２
０において、流通配管２８に取り付けられたバルブＶ３を開き、流通配管２８を通じて凝縮器４０に水蒸気が送られる。このとき、流通配管１２に取り付けられたバルブＶ４は、閉塞されている。
【００８９】
次のステップ２４０において、ステップ２００へ移行後の経過時間が所定時間（タイマ）Ｑ２に満たない状況であるか否かが判定され、未だ時間Ｑ２が経過していないと判定されたときは、吸着器の吸着材に吸着した水をさらに脱離させて吸着材を再生するため、ステップ２００、２２０を継続する。一方、時間Ｑ２が経過したと判定されたときには、次のステップ３００に移行して、まずシステムの停止要求の有無を判定する。
【００９０】
また、ステップ１２０において、水蒸気の吸着量が閾値Ｐ以上に達していると判定されたときには、はじめにステップ２００に移行する（吸着器再生モード）。その後、上記同様にステップ２２０、２４０を経た後、上記したようにステップ１４０に移行し、吸着器吸着モードに切り替えられる。
【００９１】
ステップ３００において、システム停止の要求がされていないと判定されたときには、増熱サイクルを継続するにあたり、蓄熱反応器の化学蓄熱材での反応熱を確保するため、ステップ３２０で「吸着器吸着モード＋吸着器再生モード」を１サイクルとしてカウントされたサイクル数が、所定数Ｎに達しているか否かが判定される。一方、ステップ３００において、システム停止の要求がされていると判定されたときには、システムを停止するため、本ルーチンを終了する。
【００９２】
次のステップ３２０において、サイクル数が所定数Ｎに達していないと判定されたときは、化学蓄熱材への水和反応が継続的に進行し得る状態（反応熱が得られる状態）にあるため、そのままステップ１４０に戻って、上記と同様のステップを繰り返す。一方、ステップ３２０でサイクル数が所定数Ｎに達したと判定されたときは、化学蓄熱材の水和反応が進行せず反応熱が得られない状態にあるため、ステップ３４０でバルブＶ５を開き、外部熱源により蓄熱反応器に熱を付与し、化学蓄熱材を再生する。このとき、化学蓄熱材の脱水反応が進行し、脱水生成した水蒸気は、流通配管１４を通じて蒸発器１０に戻され、凝縮される。また、サイクル数はリセットされる。
【００９３】
その後、再びステップ３００において、システムの停止要求の有無が判定される。ステップ３００でシステム停止の要求がされていないと判定されたときは、再びステップ３２０でサイクル数が判定され、上記と同様のステップが繰り返される。なお、ステップ３００において、システム停止の要求がされていると判定されたときは、システムを停止するため、本ルーチンを終了する。
【００９４】
第１実施形態では、化学蓄熱材にＣａＯを使用したが、他の化学蓄熱材を用いても同様の効果が奏される。また、第１の流体及び第２の流体として水蒸気を用いた例を説明したが、水蒸気に限らず、水蒸気以外のアンモニア等の蒸発潜熱の比較的大きい流体を用いた場合にも同様の効果が奏される。アンモニアを用いる場合は、化学蓄熱材として塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）等の金属塩化物が好適である。
【００９５】
（第２実施形態）
本発明の吸着式ヒートポンプの第２実施形態について図８〜図９を参照して説明する。本実施形態は、上記の第１実施形態の吸着器２０を２基配置し、２基の吸着器が蒸発器、蓄熱反応器、及び凝縮器を共用する吸着式ヒートポンプＡ、Ｂを交互に作動させるシステム構成となっている。
【００９６】
なお、第１実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９７】
本実施形態の吸着式ヒートポンプ２００は、図８に示すように、第１実施形態と同様に構成された吸着式ヒートポンプが、単一の蓄熱反応器３０、蒸発器１１０、及び凝縮器１４０を共用することで作動するようになっている。蒸発器１１０、及び凝縮器１４０は、第１実施形態の蒸発器１０、及び凝縮器４０と同様に構成されたものを使用可能であるが、２基の吸着器から水蒸気が排出される凝縮器は、２基の吸着器に交互に水蒸気を供給する蒸発器よりも、少なくとも２倍の能力を備えて構成されていることが望ましい。
【００９８】
蒸発器１１０は、第１実施形態の蒸発器１０と同様に構成されており、水を気化し、気化して生成された第１の流体である水蒸気を供給可能に吸着器２０Ａ、２０Ｂとそれぞれ接続されている。具体的には、蒸発器１１０には、流通調節弁であるバルブＶ４を有する流通配管１２の一端と、バルブＶ１４を有する流通配管１１２の一端と、が接続されている。そして、蒸発器１１０は、流通配管１２を介して吸着器２０Ａと連通され、流通配管１１２を介して吸着器２０Ｂと連通されている。
【００９９】
吸着器２０Ａは、第１実施形態の吸着器２０と同様に構成されており、流体保持室２２と、流体保持室２４とを備えている。また、吸着器２０Ｂも、基本的には第１実施形態の吸着器２０と同様に構成されており、具体的には、蒸発器１１０から水蒸気（第１の流体）が供給され、水蒸気を吸着して保持し、吸着された水蒸気を脱離して放出する第１の流体保持部である流体保持室１２２と、蓄熱反応器３０から水蒸気（第２の流体）が供給され、水蒸気を凝縮して保持し、凝縮された水蒸気を脱離して放出する第２の流体保持部である流体保持室１２４と、を備えている。
【０１００】
吸着器２０Ａの詳細は、第１実施形態において、吸着器２０について説明した通りである。
吸着器２０Ｂには、複数の流体保持部１２２及び流体保持部１２４が設けられており、流体保持部１２２及び流体保持部１２４の各々は、図２に示すように、吸着器２０Ｂの筐体内に交互に配置され、隣り合う室が互いに熱的に接続されている。つまり、流体保持部１２２で放熱又は吸熱が発生して温度変化が起きると、流体保持部１２２は流体保持部１２４との間で熱交換して、流体保持部１２４は加熱又は冷却されるようになっている。
【０１０１】
流体保持室１２２には、流通配管１１２の他端が接続されており、蒸発器１１０から水蒸気が供給される。この流体保持室１２２には、図２に示すように、各室の天面及び底面に板状の吸着材２６が配設されており、供給された水蒸気を吸着して保持できるようになっている。
【０１０２】
流体保持室１２４には、流通配管１３８の一端が接続されており、加熱器である蓄熱反応器３０から水蒸気と共に熱が供給される。流体保持室１２４は、流通調節弁であるバルブＶ１２を有する流通配管１３８によって蓄熱反応器３０と接続されている。蒸発器３０から熱が供給されると、流体保持室１２２との間で熱交換して、流体保持室１２４では水蒸気は凝縮し、水が生成される。このとき、流体保持室１２２では、吸着材に吸着されている水蒸気が脱離する。
【０１０３】
凝縮器１４０は、吸着器２０Ａ、２０Ｂの両方からの水蒸気の供給が可能なように、吸着器２０Ａ、２０Ｂとそれぞれ接続されており、吸着器２０Ａ、２０Ｂから供給された水蒸気を凝縮する。
ここで、凝縮器１４０と吸着器２０Ｂとの接続関係は、次の通りである。すなわち、吸着器２０Ｂには、流通調節弁であるバルブＶ１３を有する流通配管１２８の一端と、流通調節弁であるバルブＶ１１を有する流通配管１２９の一端と、がそれぞれ接続されており、凝縮器１４０は、流通配管１２８を介して吸着器２０Ｂの流体保持室１２２と連通され、流通配管１２９を介して吸着器２０Ｂの流体保持室１２４と連通されている。
なお、凝縮器１４０と吸着器２０Ａとの接続関係は、第１実施形態で説明した通りである。
【０１０４】
また、吸着式ヒートポンプＡでは、流通配管２８及び流通配管２９の他端は、それぞれ凝縮器１４０に接続されており、凝縮器において、吸着式ヒートポンプＡ側の流体保持室２２、２４からそれぞれ流通配管を通じて排出された水蒸気が回収される。また、吸着式ヒートポンプＢでは、流通配管１２８及び流通配管１２９の他端が、それぞれ凝縮器１４０に接続されており、凝縮器において、吸着式ヒートポンプＢ側の流体保持室１２２、１２４からそれぞれ流通配管を通じて排出された水蒸気が回収されるようになっている。
このように、凝縮器で全ての水蒸気が回収されて凝集される。これにより、凝縮器において、システム全体の熱エネルギーを回収されるようになっている。
【０１０５】
次に、本実施形態の吸着式ヒートポンプの動作例について説明する。
吸着式ヒートポンプＡ、Ｂの動作については、いずれも第１実施形態において「吸着式ヒートポンプの動作例」として説明した通りである。本実施形態では、２基の吸着式ヒートポンプを備えていることで、一方の吸着式ヒートポンプ（例えば吸着式ヒートポンプＡ）の吸着材で水蒸気の吸着を行なうときには、他方の吸着式ヒートポンプ（例えば吸着式ヒートポンプＢ）の吸着材で水蒸気の脱離を行ない、逆に前記一方の吸着式ヒートポンプ（吸着式ヒートポンプＡ）の吸着材で水蒸気を脱離するときには、前記他方の吸着式ヒートポンプ（吸着式ヒートポンプＢ）の吸着材では水蒸気を吸着するといった動作が可能である。
【０１０６】
制御装置１９０は、吸着式ヒートポンプＡ、Ｂの全制御を担う制御手段であり、バルブＶ１〜Ｖ４、Ｖ１１〜Ｖ１４、ポンプＰ１〜Ｐ２、及び外部熱源などと電気的に接続されており、バルブやポンプ、熱源、熱交換を制御して熱利用をコントロールできるように構成されている。
【０１０７】
次に、本実施形態の吸着式ヒートポンプを制御する流通制御手段である制御装置１９０による制御ルーチンのうち、吸着器２０Ａ、２０Ｂに交互に水蒸気の吸着・脱離を行なわせることで第１実施形態と同様の増熱サイクルを継続し、熱エネルギーを回収する増熱サイクル制御ルーチンを中心に図９を参照して説明する。
【０１０８】
本実施形態の吸着式ヒートポンプの起動スイッチのオンにより制御装置１９０の電源がオンされると、システムが起動され、増熱サイクル制御ルーチンが実行される。なお、システムの起動は、自動で行なう以外に手動で行なうようにしてもよい。
【０１０９】
本ルーチンが実行されると、まず吸着器２０Ａ、２０Ｂのいずれで水蒸気を吸着し、脱離させるかを判断するため、ステップ４００において、吸着器２０Ａの流体保持室２２と、吸着器２０Ｂの流体保持室１２２と、における水蒸気の吸着量を計測する。
【０１１０】
続いて、ステップ４２０において、計測された吸着量から吸着量の大小をみて、吸着器２０Ａの流体保持室２２の吸着量が、吸着器２０Ｂの流体保持室１２２の吸着量より小さいと判定されたときには、流体保持室２２において流体保持室１２２よりも多くの水蒸気を更に吸着できるため、吸着器２０Ａで水蒸気を吸着し、吸着器２０Ｂで水蒸気を脱離させるステップ５００に移行する。
逆に、ステップ４２０において、吸着器２０Ｂの流体保持室１２２の吸着量が、吸着器２０Ａの流体保持室２２の吸着量よりも小さいと判定されたときには、流体保持室１２２において流体保持室２２よりも多くの水蒸気を更に吸着できるため、吸着器２０Ｂで水蒸気を吸着し、吸着器２０Ａで水蒸気を脱離させるステップ６００に移行する。
【０１１１】
ステップ５００において、流体保持室２２、１２２が区別され、流体保持室２２では、次のステップ５１０において、バルブＶ４を開き、吸着材２６による水蒸気の吸着を開始する。このとき、水蒸気の吸着により吸着熱が発生し、熱交換が可能な流体保持室２４が加熱される。また、流通配管２８に取り付けられたバルブＶ３は、閉塞されている。流体保持室２２からの吸着熱を熱交換して加熱された流体保持室２４では、水が気化して水蒸気として脱離する。そのため、次のステップ５３０において、流通配管２９に設けられているバルブＶ１を開き、流通配管２９を通じて流体回収室５０Ａに水蒸気が送られる。このとき、流通配管３８に取り付けられたバルブＶ２は、閉塞されている。
【０１１２】
また、流体保持室１２２では、次のステップ５２０において、吸着材２６の水蒸気を脱離させるため、バルブＶ１２を開いて、蓄熱反応器３０から加熱された水蒸気を供給する。加熱された水蒸気が、流通配管１３８を通じて吸着器２０Ｂの流体保持室部１２４に送られると、水蒸気は流体保持部１２４で凝縮し、水に相変化することで保持されるとともに、凝縮熱を放出する。このとき、流体保持室１２４に供給された水蒸気の熱が流体保持室１２２との間で熱交換され、さらに放出された凝縮熱も流体保持室１２２との間で熱交換されることにより、流体保持室１２２の吸着材２６は加熱される。このようにして、流体保持室１２２の吸着材２６に吸着された水蒸気は、再び脱離する。そのため、次のステップ５４０において、流通配管１２８に取り付けられたバルブＶ１３を開き、流通配管１２８を通じて流体回収室５０Ｂに水蒸気が送られる。このとき、流通配管１１２に取り付けられたバルブＶ１４は、閉塞されている。
【０１１３】
次に、ステップ６００において、流体保持室２２、１２２が区別され、流体保持室１２２では、次のステップ６２０において、バルブＶ１４を開き、吸着材２６による水蒸気の吸着を開始する。このとき、水蒸気の吸着により吸着熱が発生し、熱交換が可能な流体保持室１２４が加熱される。また、流通配管１２８に取り付けられたバルブＶ１３は、閉塞されている。流体保持室１２２からの吸着熱を熱交換して加熱された流体保持室１２４では、水が気化して水蒸気として脱離する。そのため、次のステップ６４０において、流通配管１２９に設けられているバルブＶ１１を開き、流通配管１２９を通じて流体回収室５０Ｂに水蒸気が送られる。このとき、流通配管１３８に取り付けられたバルブＶ１２は、閉塞されている。
【０１１４】
また、流体保持室２２では、次のステップ６１０において、吸着材２６の水蒸気を脱離させるため、バルブＶ２を開いて、蓄熱反応器３０から加熱された水蒸気を供給する。加熱された水蒸気が、流通配管３８を通じて吸着器２０Ａの流体保持室部２４に送られると、水蒸気は流体保持室２４で凝縮し、水に相変化することで保持されるとともに、凝縮熱を放出する。このとき、流体保持室２４に供給された水蒸気の熱が流体保持室２２との間で熱交換され、さらに放出された凝縮熱も流体保持室２２との間で熱交換されることにより、流体保持室２２の吸着材２６は加熱される。このようにして、流体保持室２２の吸着材２６に吸着された水蒸気は、再び脱離する。そのため、次のステップ６３０において、流通配管２８に取り付けられたバルブＶ３を開き、流通配管２８を通じて流体回収室５０Ａに水蒸気が送られる。このとき、流通配管１２に取り付けられたバルブＶ４は、閉塞されている。
【０１１５】
続いて、ステップ７００において、システムの停止要求の有無が判定される。ステップ７００において、システム停止の要求がされていないと判定されたときには、増熱サイクルを継続するにあたり、蓄熱反応器の化学蓄熱材の反応熱を確保するため、ステップ７２０において、吸着式ヒートポンプＡ，Ｂの「吸着器吸着モード＋吸着器再生モード」をそれぞれ１サイクルとしてカウントされた２つのヒートポンプの合計サイクル数が、所定数Ｎに達しているか否かが判定される。一方、ステップ７００において、システム停止の要求がされていると判定されたときには、システムを停止するため、本ルーチンを終了する。
【０１１６】
次のステップ７２０において、２つのヒートポンプの合計サイクル数が所定数Ｎに達していないと判定されたときは、化学蓄熱材への水和反応が継続的に進行し得る状態（反応熱が得られる状態）にあるため、そのままステップ４００に戻って、上記と同様のステップを繰り返す。一方、ステップ７２０で合計サイクル数が所定数Ｎに達したと判定されたときは、化学蓄熱材の水和反応が進行せず反応熱が得られない状態にあるため、ステップ７４０でバルブＶ５を開き、外部熱源により蓄熱反応器３０に熱を付与し、化学蓄熱材を再生する。このとき、化学蓄熱材の脱水反応が進行し、脱水生成した水蒸気は、流通配管１４を通じて蒸発器１１０に戻され、凝縮される。また、サイクル数はリセットされる。
【０１１７】
その後、再びステップ７００において、システムの停止要求の有無が判定される。ステップ７００でシステム停止の要求がされていないと判定されたときは、再びステップ７２０でサイクル数が判定され、上記と同様のステップが繰り返される。なお、ステップ７００において、システム停止の要求がされていると判定されたときは、システムを停止するため、そのまま本ルーチンを終了する。
【０１１８】
第２実施形態では、第１の流体及び第２の流体として水を用いた例を説明したが、水に限らず、水以外のアンモニア等の蒸発潜熱の比較的大きい流体を用いた場合にも同様の効果が奏される。
【０１１９】
また、上記した実施形態では、吸着材としてシリカゲルを用いた場合を示して説明したが、シリカゲルに限らず、既述のシリカゲル以外の吸着材を用いることで同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０，１１０・・・蒸発器
２０，２０Ａ，２０Ｂ・・・吸着器
３０・・・蓄熱反応器
４０，１４０・・・凝縮器
９０，１９０・・・制御装置（流通制御手段）
２２，１２２・・・流通保持室（第１の流通保持部）
２４，１２４・・・流通保持室（第２の流通保持部）
３２，１３２・・・反応室（蓄熱反応部）
３４，１３４・・・気化室（流体気化部）
Ｖ１〜Ｖ５，Ｖ１１〜Ｖ１４・・・バルブ（流通調節弁）
【図１】
2014185781.tif 000003
【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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