(57)【要約】【課題】吸着式ヒートポンプの熱媒蒸発器における熱媒の減少を抑制することを目的とする。【解決手段】気液分離器２０と熱媒蒸発器１４との間のドレイン管３０には、ドレインバルブＶＬ１と、液相の熱媒の液位を検出する液位計４８が設けられている。第１吸着器１８−１を吸着工程の状態から脱離工程の状態とするため、制御装置１００は熱媒供給バルブＶ３を開く。制御装置１００は、液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０以上であるか否かを判定する。制御装置１００は、液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０以上であるときは、ドレインバルブＶＬを開く。一方、制御装置１００は、液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０未満であるときは、ドレインバルブＶＬを閉じる。ドレイン管３０の長さＨは、ドレイン管３０にある液相の熱媒が熱媒蒸発器１４内の空間を押す圧力が、熱媒蒸発器１４内の圧力から熱媒空間２６の圧力を減じた圧力差よりも大きくなるように定められている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒を蒸発させる熱媒蒸発器と、
前記熱媒蒸発器から熱媒が供給される熱媒空間と、
吸着材が設けられ、前記熱媒空間に熱結合する吸着／脱離空間と、
前記熱媒空間から供給される熱媒を凝縮させる凝縮器とを備える吸着式ヒートポンプ、に用いられる気液分離装置において、
前記熱媒蒸発器から供給される熱媒から液体および気体を分離する分離空間と、
前記分離空間で分離された液体を前記熱媒蒸発器に導くドレイン管であって、鉛直方向に沿って伸びるドレイン管と、
前記ドレイン管に設けられた液位計と、
前記液位計よりも下方に位置し、前記ドレイン管に設けられたバルブと、を備え、
前記バルブは、前記液位計によって測定された液位に基づいて開閉されることを特徴とする気液分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気液分離装置において、
前記バルブは、
前記液位計によって測定された液位が基準液位以上であるときに開かれ、
前記基準液位は、
前記ドレイン管にある液相の熱媒が前記熱媒蒸発器内の空間を押す圧力が、前記熱媒蒸発器内の圧力から前記熱媒空間の圧力を減じた圧力差よりも大きくなるときの液位であることを特徴とする気液分離装置。
【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用いられる気液分離装置に関し、特に、液体と気体とを分離する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物に設けられる空調装置や電気機器を冷却する装置として、吸着式ヒートポンプが広く用いられている。吸着式ヒートポンプは、水蒸気などの吸着質を吸着材に吸着させる工程と、吸着質を吸着材から脱離させる工程を交互に実行すると共に、液相の吸着質を蒸発させて、吸着材が収容された空間に適宜供給することで冷却対象物との間で熱交換を行う。
【０００３】
図５には吸着式ヒートポンプの構成が模式的に示されている。吸着式ヒートポンプは、吸着材が設けられた吸着／脱離空間１０２を備えている。吸着材には、冷却されることで吸着質を吸着し、加熱されることで吸着質を脱離するという性質がある。また、吸着式ヒートポンプは、液相の吸着質を蒸発させて気相の吸着質を吸着／脱離空間１０２に供給する蒸発器１０４と、吸着／脱離空間１０２から供給された気相の吸着質を凝縮させて液相の吸着質とし、蒸発器１０４に戻す凝縮器１０６を備えている。
【０００４】
吸着式ヒートポンプで実行される工程には、蒸発器１０４から吸着／脱離空間１０２に気相の吸着質を供給すると共に、吸着材の冷却によって吸着材に吸着質を吸着させる吸着工程がある。また、吸着材の加熱によって吸着材から吸着質を脱離させ、吸着質から脱離した気相の吸着質を凝縮器１０６で凝縮させて液相の吸着質を得て、液相の吸着質を蒸発器１０４に戻す脱離工程がある。
【０００５】
蒸発器１０４には熱交換器１０８が取り付けられている。蒸発器１０４は、熱交換器１０８から熱を得ることで液相の吸着質を蒸発させて気相の吸着質とする。一方、熱交換器１０８は、蒸発器１０４に熱を与えることで、周囲の空気や冷却対象の電気機器を冷却する。これによって吸着式ヒートポンプは、空調装置や冷却装置として動作する。
【０００６】
吸着質を加熱または冷却するため、吸着式ヒートポンプには吸着／脱離空間１０２に熱結合する熱媒空間１１０が設けられている。熱媒空間１１０には水蒸気などの熱媒が流通し、熱媒の温度に応じて、吸着／脱離空間１０２にある吸着材の加熱または冷却が行われる。
【０００７】
熱媒空間１１０に熱媒を供給するため、吸着式ヒートポンプは、液相の熱媒を蒸発させる熱媒蒸発器１１２を備えている。熱媒蒸発器１１２には液相の熱媒が蓄えられており、熱媒蒸発器１１２は、液相の熱媒を加熱して気相の熱媒とする。また、凝縮器１０６は、熱媒空間１１０から供給された気相の熱媒を凝縮させて液相の熱媒とし、液相の熱媒を熱媒蒸発器１１２に戻す。
【０００８】
吸着式ヒートポンプには、吸着／脱離空間１０２および熱媒空間１１０と同一構造の吸着／脱離空間２０２および熱媒空間２１０が設けられている。吸着／脱離空間１０２および熱媒空間１１０が吸着工程の状態にあるときには、吸着／脱離空間２０２および熱媒空間２１０は脱離工程の状態にあり、吸着／脱離空間１０２および熱媒空間１１０が脱離工程の状態にあるときには、吸着／脱離空間２０２および熱媒空間２１０は吸着工程の状態にある。
【０００９】
一般に吸着式ヒートポンプでは、吸着質および熱媒には液相の水（液体の状態の水）または気相の水（水蒸気）が用いられる。なお、以下の特許文献１および２には、吸着式ヒートポンプに関する技術が記載されている。また、特許文献３および４には、本願発明に関連する技術として気液分離器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１５１３８６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１１８２１号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７０８６３号公報
【特許文献４】特開２０１５−１８２０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
吸着式ヒートポンプでは、吸着工程から脱離工程に移るときに、熱媒蒸発器から熱媒空間に至る管に設けられた熱媒供給バルブが開かれる。これによって、気相の熱媒が熱媒空間に供給され、熱媒空間に供給された熱媒が吸着／脱離空間の吸着材を加熱する。
【００１２】
一般に、吸着工程から脱離工程に移るときには、熱媒蒸発器内の圧力は熱媒空間の圧力よりも高くなっている。そのため、熱媒供給バルブを開いたときに、熱媒蒸発器の圧力が低下して液相の熱媒が急激に沸騰し、気相の熱媒のみならず液相の熱媒もが熱媒空間に流れてしまうことがある。これによって、熱媒蒸発器に蓄えられる熱媒が不足し、熱媒空間に十分な熱媒を供給することが困難となってしまうことがある。
【００１３】
本発明は、熱媒蒸発器に蓄えられる熱媒の減少を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、熱媒を蒸発させる熱媒蒸発器と、前記熱媒蒸発器から熱媒が供給される熱媒空間と、吸着材が設けられ、前記熱媒空間に熱結合する吸着／脱離空間と、前記熱媒空間から供給される熱媒を凝縮させる凝縮器とを備える吸着式ヒートポンプ、に用いられる気液分離装置において、前記熱媒蒸発器から供給される熱媒から液体および気体を分離する分離空間と、前記分離空間で分離された液体を前記熱媒蒸発器に導くドレイン管であって、鉛直方向に沿って伸びるドレイン管と、前記ドレイン管に設けられた液位計と、前記液位計よりも下方に位置し、前記ドレイン管に設けられたバルブと、を備え、前記バルブは、前記液位計によって測定された液位に基づいて開閉されることを特徴とする。
【００１５】
望ましくは、前記バルブは、前記液位計によって測定された液位が基準液位以上であるときに開かれ、前記基準液位は、前記ドレイン管にある液相の熱媒が前記熱媒蒸発器内の空間を押す圧力が、前記熱媒蒸発器内の圧力から前記熱媒空間の圧力を減じた圧力差よりも大きくなるときの液位である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱媒蒸発器に蓄えられる熱媒の減少を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】吸着式ヒートポンプの一部を模式的に示す図である。
【図２】吸着式ヒートポンプの機能ブロックを示す図である。
【図３】気液分離器の構成例を示す図である。
【図４】制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】吸着式ヒートポンプの構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１には、吸着式ヒートポンプの一部が模式的に示されている。図１（ａ）には脱離工程における状態が示され、図１（ｂ）には吸着工程における状態が示されている。吸着式ヒートポンプは、蒸発器１０、熱交換器１２、熱媒蒸発器１４、熱源１６、吸着器１８、気液分離器２０、凝縮器２２および制御装置１００を備える。吸着器１８の内部は、吸着／脱離空間２４および熱媒空間２６に仕切られている。吸着／脱離空間２４には吸着材２８が設けられている。吸着材２８には、例えば、シリカゲル、活性炭、ゼオライトなどが用いられる。
【００１９】
蒸発器１０と吸着／脱離空間２４との間には吸着質供給管が設けられており、吸着質供給管には吸着質供給バルブＶ１が設けられている。吸着／脱離空間２４と凝縮器２２との間には吸着質放出管が設けられており、吸着質放出管には吸着質放出バルブＶ２が設けられている。熱媒蒸発器１４と熱媒空間２６との間には熱媒供給管が設けられており、熱媒供給管には熱媒供給バルブＶ３が設けられている。熱媒空間２６と凝縮器２２との間には熱媒放出管が設けられており、熱媒放出管には熱媒放出バルブＶ４が設けられている。これらのバルブは制御装置１００によって開閉制御される。図１（ａ）および（ｂ）では、これらのバルブのうち開いたものが黒色で示され、閉じたものが白色で示されている。
【００２０】
熱媒蒸発器１４と熱媒空間２６との間の熱媒供給管には、熱媒供給バルブＶ３の下流側に気液分離器２０が設けられている。気液分離器２０は、後述する原理によって、熱媒蒸発器１４から放出された液相の熱媒および気相の熱媒から液相の熱媒を分離し、液相の熱媒をドレイン管３０を介して熱媒蒸発器１４に戻す。なお、ドレイン管３０にはドレインバルブＶＬが設けられており、その機能については後述する。
【００２１】
蒸発器１０内の温度ＴＬ、凝縮器２２内の温度ＴＭ、および熱媒蒸発器１４内の温度ＴＨには、ＴＬ＜ＴＭ＜ＴＨの関係が成立する。また、蒸発器１０内の圧力ＰＬ、凝縮器２２内の圧力ＰＭ、および熱媒蒸発器１４内の圧力ＰＨには、ＰＬ＜ＰＭ＜ＰＨの関係が成立する。
【００２２】
熱交換器１２は、周囲の空気、冷却対象の空気、電気機器などから熱を奪い、その熱を蒸発器１０に与える。脱離工程および吸着工程のいずれの工程においても、蒸発器１０は、液相の吸着質を蒸発させる状態にある。
【００２３】
熱源１６は、熱媒蒸発器１４に熱を与える。熱源１６は、例えば、廃棄物を焼却する設備であってもよい。脱離工程および吸着工程のいずれの工程においても、熱媒蒸発器１４は、液相の熱媒を蒸発させる状態にある。
【００２４】
図１（ａ）に示されているように、脱離工程では、熱媒供給バルブＶ３が開き、熱媒放出バルブＶ４が閉じる。また、吸着質供給バルブＶ１が閉じ、吸着質放出バルブＶ２が開く。熱媒空間２６の温度および圧力は、熱媒蒸発器１４の温度および圧力に等しくなるように変化し、吸着／脱離空間２４の温度および圧力は、凝縮器２２内の温度および圧力に等しくなるように変化する。
【００２５】
熱媒蒸発器１４から熱媒空間２６には、気液分離器２０を介して気相の熱媒が流入する。熱媒空間２６の壁面に熱媒が凝縮することにより、吸着材２８が加熱され、気相の状態で吸着材２８から吸着質が脱離する。気相の吸着質は凝縮器２２に流入して液相の状態となり、蒸発器１０に戻る。なお、熱媒空間２６に流入した熱媒の一部は、放熱によって凝縮して液相の状態となる。
【００２６】
図１（ｂ）に示されているように、吸着工程では、熱媒供給バルブＶ３が閉じ、熱媒放出バルブＶ４が開く。また、吸着質供給バルブＶ１が開き、吸着質放出バルブＶ２が閉じる。熱媒空間２６の温度および圧力は、凝縮器２２内の温度および圧力に等しくなるように変化し、吸着／脱離空間２４の温度および圧力は、蒸発器１０内の温度および圧力に等しくなるように変化する。
【００２７】
熱媒空間２６内の圧力の低下と共に熱媒空間２６内の熱媒の温度は低下する。また、熱媒空間２６内の圧力の低下と共に、熱媒空間２６内で凝縮した一部の熱媒は蒸発して気相の状態となる。気相の熱媒は凝縮器２２に流入して液相の状態となり、熱媒蒸発器１４に戻る。熱媒空間２６内の熱媒の温度の低下によって、吸着材２８が冷却される。蒸発器１０から吸着／脱離空間２４には気相の吸着質が流入し、冷却された吸着材２８は、吸着質を吸着する。
【００２８】
吸着工程から脱離工程への切り換え、および、脱離工程から吸着工程への切り換えは、例えば、吸着／脱離空間２４の圧力に応じて行われる。この場合、吸着／脱離空間２４には圧力計が設けられる。脱離工程において、圧力計による計測値が所定値未満の値から所定値以上の値となったときに、制御装置１００は各バルブの状態を脱離工程の状態から吸着工程の状態とする。また、吸着工程において、圧力計による計測値が所定値以上の値から所定値未満の値となったときに、制御装置１００は各バルブの状態を吸着工程の状態から脱離工程の状態とする。
【００２９】
吸着式ヒートポンプには、図１（ａ）および（ｂ）に示されている吸着器１８の他に、もう１つの同一構造の吸着器が設けられている。各吸着器は、蒸発器１０、熱交換器１２、熱媒蒸発器１４、熱源１６および凝縮器２２を共有する。一方の吸着器が脱離工程の状態にあるときは、他方の吸着器は吸着工程の状態にあり、一方の吸着器が吸着工程の状態にあるときは、他方の吸着器は脱離工程の状態にある。
【００３０】
図２には、吸着式ヒートポンプの機能ブロックが示されている。図１に示されている構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。第１吸着器１８−１は、図１に示される吸着器１８に対応する。
【００３１】
第２吸着器１８−２は、第１吸着器１８−１と同様の構造を有している。第２吸着器１８−２の工程の移り変わりに応じて開閉する各バルブは、符号の末尾に「２」の符号を付する。すなわち、第２吸着器１８−２の工程の移り変わりに応じて開閉する吸着質供給バルブＶ１２、吸着質放出バルブＶ２２、熱媒供給バルブＶ３２および熱媒放出バルブＶ４２は、それぞれ、第１吸着器１８−１の工程の移り変わりに応じて開閉する吸着質供給バルブＶ１、吸着質放出バルブＶ２、熱媒供給バルブＶ３および熱媒放出バルブＶ４と同一の機能を有している。
【００３２】
凝縮器２２から蒸発器１０に至る帰路管には、帰還バルブＶ５が設けられており、各吸着器で吸着工程および脱離工程が繰り返されている間は開いている。また、帰還バルブＶ５よりも下流において帰路管は分岐し、一方の分岐は蒸発器１０に至り、他方の分岐は熱媒蒸発器１４に至っている。熱媒蒸発器１４に至る分岐には、ポンプＰｍが設けられており、各吸着器で吸着工程および脱離工程が繰り返されている間は、液相の熱媒を熱媒蒸発器１４に送り出す。なお、帰還バルブＶ５は、吸着工程および脱離工程の両者において閉じていてもよい。この場合、吸着工程から脱離工程に移り変わる間、および脱離工程から吸着工程に移り変わる間に、帰還バルブＶ５が開かれる帰還工程が実行される。帰還工程では、液相の熱媒が凝縮器２２から蒸発器１０または熱媒蒸発器１４に戻る。
【００３３】
以下の図表１には、第１吸着器１８−１が吸着工程の状態にあり、第２吸着器１８−２が脱離工程の状態にあるときにおける各バルブの状態と、第１吸着器１８−１が脱離工程の状態にあり、第２吸着器１８−２が吸着工程の状態にあるときにおける各バルブの状態が示されている。図表１の「開」の表記は、バルブが開いていることを示し、「閉」の表記は、バルブが閉じていることを示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
熱媒蒸発器１４と気液分離器２０との間には、熱媒供給管３２に加えてドレイン管３０が設けられている。ドレイン管３０の下方における熱媒蒸発器１４の近傍には、ドレインバルブＶＬが設けられている。
【００３６】
図３には、気液分離器２０の構成例が示されている。気液分離器２０は、チャンバ３４、隔壁板３６、熱媒上昇管４２、流入管３８、および流出管４６を備える。チャンバ３４は、上下が塞がれた略円筒形状を有している。チャンバ３４の内部は、隔壁板３６によって上下に仕切られている。隔壁板３６によって、チャンバ３４の上側に気相空間４４が形成され、チャンバ３４の下側に分離空間４０が形成される。分離空間４０の側壁には、熱媒蒸発器１４から分離空間４０の内部に熱媒を導く流入管３８が設けられている。分離空間４０は、液相の熱媒が溜まる液体滞留構造を有している。分離空間４０の底面にはドレイン穴が開けられており、ドレイン穴から下方にドレイン管３０が伸びている。隔壁板３６には、気相熱媒穴が開けられており、気相熱媒穴から下方向に熱媒上昇管４２が伸びている。気相空間４４の側壁には、気相空間４４の内部から熱媒空間２６に向けて熱媒を導く流出管４６が設けられている。
【００３７】
熱媒蒸発器１４内の圧力と熱媒空間２６の圧力との差異によって、気液分離器２０内の熱媒は次のように流れる。熱媒蒸発器１４と熱媒空間２６との間の熱媒供給バルブＶ３が開けられると、熱媒蒸発器１４から流入管３８を通って分離空間４０に熱媒が流入し、熱媒は熱媒上昇管４２の周囲を周回する。液相の熱媒は、遠心力（分離空間４０の側壁から受ける向心力）によって分離空間４０の側壁に付着し、自らの重みによって分離空間４０に滞留する。分離空間４０に滞留した液相の熱媒は、ドレイン管３０から下方に流出する。分離空間４０にある気相の熱媒は、熱媒上昇管４２の下端から管内を上昇し、気相空間４４に流入する。気相空間４４に流入した気相の熱媒は、流出管４６から熱媒空間２６に流出する。
【００３８】
気相の熱媒および液相の熱媒が、気液分離器２０を流れることによって、液相の熱媒は気相の熱媒から分離され、ドレイン管３０から流出する。また、気相の熱媒は液相の熱媒から分離され、流出管４６から流出する。
【００３９】
気液分離器２０における分離空間４０のような、液体が滞留する空間からドレイン管３０によって熱媒蒸発器１４に熱媒を戻す場合、次のような問題が生じることがある。すなわち、分離空間４０の圧力が熱媒蒸発器１４内の圧力よりも低い場合には、熱媒蒸発器１４に蓄えられた熱媒がドレイン管３０を通って気液分離器２０の分離空間４０に逆流してしまう可能性がある。さらには、分離空間４０に熱媒が滞留し、熱媒蒸発器１４に蓄えられる熱媒が不足してしまう可能性がある。特に、熱媒供給バルブＶ３を開いた直後は、熱媒蒸発器１４内の圧力よりも熱媒空間２６の方が圧力が低い。そのため、熱媒蒸発器１４と熱媒空間２６との間に介在する気液分離器２０内の圧力もまた、熱媒蒸発器１４内の圧力よりも低くなることが多く、ドレイン管３０における熱媒の逆流が生じ得る。
【００４０】
そこで、本実施形態では、図２に示されているように、熱媒蒸発器１４の高さを０として、高さがＨ以上である位置に気液分離器２０が配置され、気液分離器２０と熱媒蒸発器１４との間に、鉛直方向の長さがＨ以上のドレイン管３０が設けられている。ドレイン管３０には、ドレインバルブＶＬと、ドレイン管３０にある液相の熱媒の液位を検出する液位計４８が設けられている。吸着式ヒートポンプが建造物に設置される場合には、熱媒蒸発器１４が造物の下層の階に設置され、気液分離器２０が建造物の上層の階または屋上に配置されてもよい。
【００４１】
図４には、熱媒供給バルブＶ３が開けられた後に、第１吸着器１８−１が脱離工程の状態となり、熱媒供給バルブＶ３が閉じられて第１吸着器１８−１が吸着工程の状態になるまでの間に、制御装置１００が実行する処理のフローが示されている。以下の説明において、バルブを閉じるという動作は、開いているバルブを閉じることの他、閉じているバルブを閉じた状態に維持することを含む。同様に、バルブを開くという動作は、閉じているバルブを開くことの他、開いているバルブを開いた状態に維持することを含む。
【００４２】
第１吸着器１８−１を吸着工程の状態から脱離工程の状態とするため、制御装置１００は、熱媒供給バルブＶ３を開く（Ｓ１０１）。制御装置１００は、液位計４８の測定値（液位測定値Ｌ）が基準液位Ｌ０以上であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。制御装置１００は、液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０以上であるときは、ドレインバルブＶＬを開く（Ｓ１０３）。一方、制御装置１００は、液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０未満であるときは、ドレインバルブＶＬを閉じる（Ｓ１０４）。
【００４３】
制御装置１００は、第１吸着器１８−１における吸着／脱離空間２４に設けられている圧力計の測定値（圧力測定値Ｐｃ）が所定の閾値Ｐ０以上であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。制御装置１００は、圧力測定値Ｐｃが閾値Ｐ０未満であるときは、ステップＳ１０２の判定処理に戻る。一方、制御装置１００は、圧力測定値ＰｃがＰ０以上であるときは、ドレインバルブＶＬおよび熱媒供給バルブＶ３を閉じ（Ｓ１０６，Ｓ１０７）、第１吸着器１８−１の脱離工程を終了させる。
【００４４】
ステップＳ１０２において、液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０以上であるときは、ドレイン管３０が液相の熱媒で基準液位Ｌ０以上に満たされている。したがって、ドレイン管３０を満たす熱媒の重みによって、熱媒蒸発器１４内の空間が押圧される。そのため、ドレインバルブＶＬが開いた状態であっても、熱媒蒸発器１４から気液分離器２０に向けてドレイン管３０を熱媒が逆流することが回避される。
【００４５】
また、ステップＳ１０２において、液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０未満であるときは、ドレイン管３０に満たされている液相の熱媒が基準液位に達しておらず十分でない。そのため、ドレイン管３０を満たす熱媒が熱媒蒸発器１４内の空間を押圧する圧力が不十分となり、ドレインバルブＶＬが開いた状態である場合には、熱媒蒸発器１４から気液分離器２０に向けてドレイン管３０を熱媒が逆流してしまう可能性がある。そこで、ステップＳ１０４においてドレインバルブＶＬが閉じられることで、熱媒蒸発器１４から気液分離器２０に向けてドレイン管３０を熱媒が逆流することが回避される。
【００４６】
ドレインバルブＶＬが閉じた状態では、気液分離器２０において気相の熱媒から分離した液相の熱媒は、脱離工程の進行と共に、ドレイン管３０内におけるドレインバルブＶＬよりも上側に貯められる。すなわち、液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０未満であり、ドレインバルブＶＬが閉じた状態では、脱離工程の進行と共にドレイン管３０に液相の熱媒が貯まり、やがて液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０以上となる。液位測定値Ｌが基準液位Ｌ０以上となることで、制御装置１００は、ステップＳ１０２の判定後にステップＳ１０４を実行する状態から、ステップＳ１０２の判定後にステップＳ１０３を実行する状態に移行し、制御装置１００は、ドレインバルブＶＬを開ける。
【００４７】
したがって、脱離工程が進行している間、ドレイン管３０が液相の熱媒で基準液位Ｌ０まで満たされていない間はドレインバルブＶＬが閉じ、ドレイン管３０が液相の熱媒で基準液位Ｌ０以上の液位まで満たされたときにドレインバルブＶＬが開く。このような動作によって、熱媒蒸発器１４から気液分離器２０に向けてドレイン管３０を熱媒が逆流することが回避される。
【００４８】
このように、気液分離器２０、ドレイン管３０、ドレインバルブＶＬ、液位計４８および制御装置１００は、熱媒蒸発器１４から熱媒空間２６に至る熱媒から液相の熱媒を分離し、ドレイン管３０を介して熱媒蒸発器１４に戻すと共に、ドレイン管３０における熱媒の逆流を防ぐ気液分離装置を構成する。
【００４９】
なお、熱媒供給バルブＶ３２が開けられた後に、第２吸着器１８−２が脱離工程の状態となり、熱媒供給バルブＶ３２が閉じられて第２吸着器１８−２が吸着工程の状態になるまでの間に、制御装置１００が実行する処理のフローは、図３に示されたフローと同様である。すなわち、熱媒供給バルブＶ３を開閉する動作が、熱媒供給バルブＶ３２を開閉する動作に置き換えられたものとなる。
【００５０】
ドレイン管３０の長さＨは、ドレイン管３０にある液相の熱媒が熱媒蒸発器１４内の空間を押す圧力が、熱媒蒸発器１４内の圧力から熱媒空間２６の圧力を減じた圧力差よりも大きくなるように定められている。すなわち、ドレインの長さＨには、次の（数１）が成立する。（数１）の右辺は上記の基準液位Ｌ０である。
【００５１】
【数１】
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【００５２】
ここで、Ｐ（Ｔ）は、温度Ｔについての飽和水蒸気圧力である。ＴＨは、熱媒蒸発器１４内の温度であり、Ｔｄは気液分離器２０の分離空間４０における温度である。Ｐｄｒはドレイン管３０における圧力損失である。ρは液相の熱媒の密度であり、ｇは重力加速度である。
【００５３】
本実施形態に係る吸着式ヒートポンプによれば、熱媒が熱媒蒸発器１４から気液分離器２０を介して熱媒空間２６に供給されたときに、熱媒蒸発器１４から気液分離器２０に向けて熱媒がドレイン管３０を逆流することが回避される。これによって、熱媒蒸発器１４に蓄えられる熱媒の減少が抑制される。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１０４  蒸発器、１２，１０８  熱交換器、１４，１１２  熱媒蒸発器、１６  熱源、１８  吸着器、１８−１  第１吸着器、１８−２  第２吸着器、２０  気液分離器、２２，１０６  凝縮器、２４，１０２，２０２  吸着／脱離空間、２６，１１０，２１０  熱媒空間、２８  吸着材、３０  ドレイン管、３２  熱媒供給管、３４  チャンバ、３６  隔壁板、３８  流入管、４０  分離空間、４２  熱媒上昇管、４４  気相空間、４６  流出管、４８  液位計、１００  制御装置。
【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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