(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸脱着しうる吸着器と、
前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記吸着器と前記蒸発器との間に設けられ、気相の冷媒が流れる第１流路と、
前記吸着器と前記凝縮器との間に設けられ、気相の冷媒が流れる第２流路と、
前記第１流路に設けられ、前記第１流路を開閉する第１バルブと、
前記第２流路に設けられ、前記第２流路を開閉する第２バルブとを備え、
前記第１バルブ及び前記第２バルブの少なくとも一方は、気相の冷媒の圧力差によって開閉する弁体と、弁座と、前記弁座を加熱又は冷却するための加熱・冷却手段とを備え、
前記弁座を加熱又は冷却するタイミングを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記第１バルブ及び前記第２バルブの少なくとも一方が閉状態から開状態に切り替わる前に、前記加熱・冷却手段によって前記弁座が加熱されるように制御し、前記第１バルブ及び前記第２バルブの少なくとも一方が開状態から閉状態に切り替わる前に、前記加熱・冷却手段によって前記弁座が冷却されるように制御することを特徴とする吸着式ヒートポンプ。
【請求項２】
前記加熱・冷却手段として、前記弁座に設けられ、温水又は冷却水を流すための弁座用配管を備えることを特徴とする、請求項１に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項３】
前記加熱・冷却手段として、前記弁座に設けられた電気ヒータを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項４】
前記吸着器に温水又は冷却水を流すための吸着器用配管と、
前記凝縮器に冷却水を流すための凝縮器用配管とを備え、
前記弁座用配管が、前記吸着器用配管又は前記凝縮器用配管に接続されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の吸着式ヒートポンプ。
【請求項５】
電子機器と、
前記電子機器から発せられる熱を利用して作動する吸着式ヒートポンプとを備え、
前記吸着式ヒートポンプは、
冷媒を吸脱着しうる吸着器と、
前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記吸着器と前記蒸発器との間に設けられ、気相の冷媒が流れる第１流路と、
前記吸着器と前記凝縮器との間に設けられ、気相の冷媒が流れる第２流路と、
前記第１流路に設けられ、前記第１流路を開閉する第１バルブと、
前記第２流路に設けられ、前記第２流路を開閉する第２バルブとを備え、
前記第１バルブ及び前記第２バルブの少なくとも一方は、気相の冷媒の圧力差によって開閉する弁体と、弁座と、前記弁座を加熱又は冷却するための加熱・冷却手段とを備え、
前記弁座を加熱又は冷却するタイミングを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記第１バルブ及び前記第２バルブの少なくとも一方が閉状態から開状態に切り替わる前に、前記加熱・冷却手段によって前記弁座が加熱されるように制御し、前記第１バルブ及び前記第２バルブの少なくとも一方が開状態から閉状態に切り替わる前に、前記加熱・冷却手段によって前記弁座が冷却されるように制御することを特徴とする情報処理システム。
【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及び情報処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、電子機器の進歩に加え、高度情報通信網の整備が進み、大量のデータ通信／データストレージ処理用サーバーを多数設置したデータセンター等が著しく増加している。これに伴い、サーバーなどの電子機器からの廃熱エネルギーも増加の一途をたどっている。
特に、データセンター等では、１ラックに複数のボードを装着してデータ処理能力を向上させるブレードサーバーが一般的になっており、１ラック当たりの消費電力は数ｋＷ以上と大電力化している。このような１ラック当たりの消費電力の増加に伴い、発熱源であるＣＰＵなどの冷却技術についても課題が増加している。
【０００３】
通常、大型の空調機によってデータセンター全体やサーバールーム内に冷風を循環させ、この冷風をサーバーラック内にファンを用いて導入し、ＣＰＵなどを冷却することになる。また、十分な冷風を作り出すためにも大量の電力を消費することになる。このため、低コスト化や環境問題の観点から、電子機器からの廃熱エネルギーを有効利用することが望まれている。
【０００４】
電子機器からの廃熱は、最も高い温度でもＣＰＵから回収される約９０℃以下であり、これ以下の低い廃熱温度で熱回収が可能な装置の一つとして吸着式ヒートポンプ（吸着式冷凍機）がある。このような低温廃熱で作動させることができる吸着式ヒートポンプは、電子機器からの廃熱を利用するのに用いられるほか、自動車向けに用いられたり、ボイラなどの比較的高温の廃熱を利用するのに用いられたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９２４８８５号公報
【特許文献２】特許第３８３１９５９号公報
【特許文献３】特開２００９−１９８１６３号公報
【特許文献４】国際公開第２００６／１３５０２６号
【特許文献５】特開２００２−１００８９１号公報
【特許文献６】特開平３−１８６１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、吸着式ヒートポンプは、吸着器を備える吸着器室と蒸発器を備える蒸発器室とを接続する流路、あるいは、吸着器室と凝縮器を備える凝縮器室とを接続する流路に、その流路を開閉するバルブ（開閉バルブ）を備える。このバルブとしては、例えば、ピストン式のバルブ、ロータリ式のバルブ、回転式のバルブ（バタフライバルブ）、シート状の弁体を用いるバルブなどが用いられる。
【０００７】
このうち、シート状の弁体を用いるバルブとして、例えば、圧力差で駆動される圧力差駆動式バルブ、即ち、圧力差によって弁体が浮上する浮上式バルブがある。
この圧力差駆動式バルブを用いる場合、吸着器室と蒸発器室との間の気相の冷媒の圧力差、あるいは、吸着器室と凝縮器室との間の気相の冷媒の圧力差で弁体が駆動される。つまり、これらの圧力差によって、弁体が浮上して弁座から離れた状態になることで流路が開けられる一方、弁体が浮上せずに弁座に接した状態になることで流路が閉じられる。
【０００８】
しかしながら、この圧力差駆動式バルブを用いる場合、弁体が接する弁座の表面で気相冷媒が凝縮して液相冷媒となり、その表面張力によって弁体が弁座の表面に強く密着してしまい、上述の圧力差ではバルブが開閉せず、ヒートポンプの動作が停止してしまう場合がある。
また、上述の圧力差駆動式バルブを用いる場合、例えば弁体の位置がずれる、弁体自体が歪む等によって弁体が弁座の表面に密着せず、空隙ができてしまい、流路を流れる冷媒を完全に遮断できず、ヒートポンプの性能が低下してしまう場合がある。
【０００９】
そこで、圧力差駆動式バルブを用いる吸着式ヒートポンプにおいて、安定したバルブの開閉を実現し、その性能の向上を実現したい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本吸着式ヒートポンプは、冷媒を吸脱着しうる吸着器と、冷媒を蒸発させる蒸発器と、冷媒を凝縮させる凝縮器と、吸着器と蒸発器との間に設けられ、気相の冷媒が流れる第１流路と、吸着器と凝縮器との間に設けられ、気相の冷媒が流れる第２流路と、第１流路に設けられ、第１流路を開閉する第１バルブと、第２流路に設けられ、第２流路を開閉する第２バルブとを備え、第１バルブ及び第２バルブの少なくとも一方は、気相の冷媒の圧力差によって開閉する弁体と、弁座と、弁座を加熱又は冷却するための加熱・冷却手段とを備え、弁座を加熱又は冷却するタイミングを制御する制御手段を備え、制御手段は、第１バルブ及び第２バルブの少なくとも一方が閉状態から開状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段によって弁座が加熱されるように制御し、第１バルブ及び第２バルブの少なくとも一方が開状態から閉状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段によって弁座が冷却されるように制御することを要件とする。
【００１１】
本情報処理システムは、電子機器と、電子機器から発せられる熱を利用して作動する上記吸着式ヒートポンプとを備えることを要件とする。
【発明の効果】
【００１２】
したがって、本吸着式ヒートポンプ及び情報処理システムによれば、圧力差駆動式バルブを用いる吸着式ヒートポンプにおいて、安定したバルブの開閉を実現し、その性能を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の吸着式ヒートポンプの構成を示す模式的断面図である。
【図２】本実施形態の吸着式ヒートポンプの構成を示す模式的断面図である。
【図３】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブの構成及び動作を説明するための模式的断面図である。
【図４】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブの構成及び動作を説明するための模式的断面図である。
【図５】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブの構成及び動作を説明するための模式的断面図である。
【図６】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブの構成及び動作を説明するための模式的断面図である。
【図７】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブに対する加熱・冷却制御を説明するための図である。
【図８】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブに対する加熱・冷却制御を説明するためのフローチャートである。
【図９】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブに対する加熱・冷却制御の一の具体例を説明するための図である。
【図１０】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブに対する加熱・冷却制御の一の具体例におけるセンサを用いた切替タイミング制御を説明するための図である。
【図１１】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブに対する加熱・冷却制御の他の具体例を説明するための図である。
【図１２】本実施形態の情報処理システムの構成を示す模式図である。
【図１３】本実施形態の吸着式ヒートポンプに備えられるバルブの変形例の構成を示す模式図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は弁座の平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ′線に沿う断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＢ−Ｂ′線に沿う断面図、（Ｅ）は作製方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる吸着式ヒートポンプ及び情報処理システムについて、図１〜図１２を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる吸着式ヒートポンプは、吸着剤が冷媒を吸脱着することで、熱源からの低温廃熱等の温熱から冷熱を生成する吸着式ヒートポンプである。なお、吸着式ヒートポンプを吸着式冷凍機ともいう。
【００１５】
この吸着式ヒートポンプでは、以下のようにして温熱から冷熱を生成する（図２参照）。
まず、真空状態の容器の中に、吸着剤２０と、吸着剤２０に対して吸脱着可能な液相の冷媒２１Ｙが封入された状態とする。そして、気相の冷媒２１Ｘが吸着剤２０に吸着して雰囲気中の冷媒２１Ｘの蒸気圧が減少すると、液相の冷媒２１Ｙが蒸発（気化）する。この蒸発の際に冷媒２１は熱を奪うため、そこから冷熱を取り出すことができる。これを吸着工程という。
【００１６】
一方、冷媒２１を吸着した吸着剤を、低温廃熱等の温熱を用いて加熱すれば、気相の冷媒２１Ｘが吸着剤２０から脱着（脱離）する。そして、脱着した気相の冷媒２１Ｘを、例えば冷却水などを用いて冷やせば、凝縮して、液相の冷媒２１Ｙに戻る。これを脱着工程という。
このような吸着工程と脱着工程とを繰り返して、温熱から冷熱を生成する。
【００１７】
なお、吸着式ヒートポンプの原理については、成書[高性能ケミカルヒートポンプ応用事例集、サイエンスフォーラム社]などに説明がある。
このため、本吸着式ヒートポンプは、図１に示すように、冷媒２１を吸脱着しうる第１及び第２吸着器１、２と、冷媒２１を蒸発させる蒸発器３と、冷媒２１を凝縮させる凝縮器４とを備える。
【００１８】
そして、第１吸着器１と蒸発器３との間、即ち、第１吸着器室１Ｘと蒸発器室３Ｘとの間に設けられ、気相の冷媒２１Ｘが流れる第１流路５を備える。つまり、蒸発器３で生成された気相の冷媒２１Ｘが第１流路５を介して第１吸着器１へ供給されるようになっている。
また、第１吸着器１と凝縮器４との間、即ち、第１吸着器室１Ｘと凝縮器室４Ｘとの間に設けられ、気相の冷媒２１Ｘが流れる第２流路６を備える。つまり、第１吸着器１から脱着された気相の冷媒２１Ｘが第２流路６を介して凝縮器４へ供給されるようになっている。
【００１９】
さらに、第２吸着器２と蒸発器３との間、即ち、第２吸着器室２Ｘと蒸発器室３Ｘとの間に設けられ、気相の冷媒２１Ｘが流れる第３流路７を備える。つまり、蒸発器３で生成された気相の冷媒２１Ｘが第３流路７を介して第２吸着器２へ供給されるようになっている。
また、第２吸着器２と凝縮器４との間、即ち、第２吸着器室２Ｘと凝縮器室４Ｘとの間に設けられ、気相の冷媒２１Ｘが流れる第４流路８を備える。つまり、第２吸着器２から脱着された気相の冷媒２１Ｘが第４流路８を介して凝縮器４へ供給されるようになっている。
【００２０】
また、凝縮器４と蒸発器３との間、即ち、凝縮器室４Ｘと蒸発器室３Ｘとの間に設けられ、液相の冷媒２１Ｙが流れる第５流路９（凝縮冷媒回収ライン）を備える。つまり、凝縮器４で凝縮されて液相になった冷媒２１Ｙが第５流路９を介して蒸発器３へ戻されるようになっている。
そして、第１流路５に、第１流路５を開閉する第１バルブ１０が設けられている。また、第２流路６に、第２流路６を開閉する第２バルブ１１が設けられている。さらに、第３流路７に、第３流路７を開閉する第３バルブ１２が設けられている。また、第４流路８に、第４流路８を開閉する第４バルブ１３が設けられている。これらの第１〜第４バルブ１０〜１３は、気相の冷媒を連通・遮断するための開閉バルブである。また、第１〜第４バルブ１０〜１３は真空バルブである。
【００２１】
このように、第１及び第２吸着器１、２は、それぞれ、蒸発器３及び凝縮器４に第１〜第４流路５〜８を介して接続されており、第１〜第４流路５〜８には、それぞれ、第１〜第４バルブ１０〜１３が設けられている。
なお、第１及び第２吸着器室１Ｘ，２Ｘ、蒸発器室３Ｘ、凝縮器室４Ｘ及び各流路５〜９は、密閉された空間になっており、吸着式ヒートポンプの使用時には、この空間は真空状態、即ち、減圧された状態に保たれる。
【００２２】
ここで、吸着器１、２は、図２に示すように、吸着器室１Ｘ、２Ｘの中に設けられており、気相の冷媒（冷媒蒸気）２１Ｘを吸着するとともに、加熱されることによって吸着していた冷媒２１を脱着する吸着剤２０が充填されているものである。ここでは、吸着器１、２は、内部に流体（ここでは冷却水又は温水；循環水）を流すことができる吸着器用配管２２、２３、即ち、熱交換器を備え、この吸着器用配管２２、２３の周囲に吸着剤２０が充填されたものである。例えば、脱着再生温度約６０〜約９０℃程度で使用する吸着剤２０としては、シリカゲル、ゼオライトなどの固体吸着剤がある。また、冷媒２１は水である。なお、冷媒２１として、メタノール、エタノールなどのアルコールを用い、吸着剤に活性炭を用いても良い。また、ここでは、吸着工程と脱着工程とを交互に繰り返してヒートポンプ３０を連続的に動作させるために、２つの吸着器１、２が設けられている。なお、吸着器１、２には、吸着剤２０と冷却水・温水との間の熱交換速度が反応の律速にならないように、フィンチューブタイプあるいはコルゲートフィンタイプなどの熱交換速度の速い熱交換器を用いるのが好ましい。
【００２３】
ここで、吸着剤２０は、特定の温度以上では冷媒２１の脱着が支配的に起こり、それよりも低い温度では吸着が支配的に起こる。
このため、吸着器用配管２２、２３に流す流体の温度（ここでは冷却水か温水か）によって、吸着剤２０の温度が制御され、これにより、冷媒２１の脱着又は吸着が制御されるようになっている。
【００２４】
つまり、第１吸着器１に備えられる吸着剤２０に冷媒２１を吸着させる吸着工程では、吸着器用配管２２に、冷媒２１の吸着が支配的になる温度に制御しうる熱搬送媒体として冷却水２４（ここでは約２５℃）を流し、吸着剤２０を冷却することによって、吸着剤２０に冷媒２１を吸着させる。ここでは、入口で約２５℃の冷却水２４によって吸着剤２０を冷却することで、冷却水２４の温度は約３３℃になる。なお、冷媒２１が吸着剤２０に吸着する際には吸着熱を放出する。
【００２５】
一方、第２吸着器２に備えられる吸着剤２０から冷媒２１を脱着させる脱着工程では、吸着器用配管２３に、冷媒２１の脱着が支配的になる温度に制御しうる熱搬送媒体として温水２５を流す。ここでは、吸着剤２０から冷媒２１を脱着させるのに必要な温度は約６０℃程度である。このため、約９０℃以下の低温の廃熱などを温熱として利用する。つまり、廃熱などから回収した温熱を熱搬送媒体としての流体（例えば約６０℃から約９０℃の温水；ここでは約６０℃の温水２５）によって搬送し、吸着剤２０を加熱することによって、吸着剤２０から冷媒２１を脱着させる。ここでは、入口で約６０℃の温水２５によって吸着剤２０を加熱することで、温水２５の温度は約５５℃になる。
【００２６】
なお、ここでは、第１吸着器１を吸着工程とし、第２吸着器２を脱着工程として説明しいているが、逆の場合も同様である。なお、脱着工程は、吸着器１、２に吸着した冷媒２１を、温熱を利用して脱着させる工程である。また、脱着工程は、吸着剤２０を乾燥再生させる工程でもある。
蒸発器３は、蒸発器室３Ｘの中に設けられており、凝縮器４から供給された液相の冷媒２１Ｙを蒸発させて気相の冷媒２１Ｘにするものである。この蒸発器３は、冷熱を取り出すための熱交換器を含み、液相の冷媒２１Ｙが蒸発する際に生じた冷熱を外部へ搬送するための熱搬送用媒体として冷熱用循環水２７（ここでは約１５℃）を循環させるための蒸発器用配管２６を備える。この蒸発器３では、吸着工程で一方の吸着器（ここでは第１吸着器１）で気相の冷媒２１Ｘが吸着され、流路（ここでは第１流路５）を介して、蒸発器３から一方の吸着器１へ気相の冷媒２１Ｘが流出することによって、飽和吸着量に達するまで液相の冷媒２１Ｙが蒸発しつづける。そして、液相の冷媒２１Ｙが蒸発する際に、蒸発熱として蒸発器用配管２６の内部を流れる冷熱用循環水２７から熱が奪われ、例えば入口で約１５℃の冷熱用循環水２７が出口で約１０℃になり、温度が約５℃程度低下し、冷熱が得られる。つまり、液相の冷媒２１Ｙが蒸発する際に生じた冷熱は、蒸発器用配管２６の内部を流れる冷熱用循環水２７によって外部へ搬送され、例えば冷却に用いられる。このため、吸着工程は、蒸発器３で蒸発した冷媒２１を吸着器１、２で吸着することで冷熱を取り出す工程である。
【００２７】
凝縮器４は、凝縮器室４Ｘの中に設けられており、吸着器１、２から脱着した気相の冷媒２１Ｘを凝縮させて液相の冷媒２１Ｙにするものである。この凝縮器４は、熱搬送用媒体として冷媒２１の凝縮点よりも低い温度の流体（ここでは約２５℃の冷却水２９）を流す凝縮器用配管２８、即ち、熱交換器を備える。また、凝縮器４は、脱着工程で一方の吸着器（ここでは第２吸着器２）から流路（ここでは第４流路８）を介して流入する気相の冷媒２１Ｘを冷却して液相の冷媒２１Ｙに変化させる。そして、液相の冷媒２１Ｙは、第５流路９を介して、凝縮器４から蒸発器３へ戻される。ここでは、入口で約２５℃の冷却水２９によって気相の冷媒２１Ｘを冷却することで、冷却水２９の温度は約３０℃になる。このようにして凝縮熱が回収される。
【００２８】
このように構成される吸着式ヒートポンプ３０では、第１〜第４バルブ１０〜１３の開閉状態を切り替えることで、吸着工程と脱着工程とを繰り返して、温熱から冷熱を連続的に生成することができる。
例えば、図２に示すように、第１及び第４バルブ１０、１３を開いた状態とし、第２及び第３バルブ１１、１２を閉じた場合、第１吸着器１を備える第１吸着器室１Ｘと蒸発器３を備える蒸発器室３Ｘとが連通し、第２吸着器２を備える第２吸着器室２Ｘと凝縮器４を備える凝縮器室４Ｘとが連通する。
【００２９】
そして、第１吸着器１には、冷却水２４（ここでは約２５℃）を流して、吸着剤２０を冷却する。また、第２吸着器２には、外部の発熱体から回収した廃熱等の温熱を流体（ここでは約６０℃の温水２５）によって搬送して、吸着剤２０を加熱する。また、蒸発器３には冷熱用循環水２７（ここでは約１５℃）を循環させて、冷熱を取り出す。また、凝縮器４には冷却水２９（ここでは約２５℃）を流して、気相の冷媒２１Ｘを冷却して凝縮させる。
【００３０】
この場合、第１吸着器室１Ｘと蒸発器室３Ｘとが連通しているため、第１吸着器１に備えられる吸着剤２０に気相の冷媒２１Ｘが吸着し、第１流路５を介して、蒸発器室３Ｘから第１吸着器室１Ｘへ気相の冷媒２１Ｘが流出することによって、蒸発器３では飽和吸着量に達するまで液相の冷媒２１Ｙが蒸発しつづける。そして、液相の冷媒２１Ｙが蒸発する際に、蒸発熱として蒸発器用配管２６の内部を流れる冷熱用循環水２７から熱が奪われ、冷熱が得られる。このようにして得られた冷熱は、蒸発器用配管２６の内部を流れる冷熱用循環水２７によって外部へ取り出される。また、第１吸着器１に備えられる吸着剤２０に気相の冷媒２１Ｘが吸着する際に発熱するが、第１吸着器１に流される冷却水２４によって吸着剤２０を冷却することで、速やかに放熱させることができる。
【００３１】
一方、第２吸着器２に備えられる吸着剤２０を、吸着器用配管２３の内部を流れる温水２５によって加熱することで、この吸着剤２０に吸着している冷媒２１が脱着する。そして、第２吸着器室２Ｘと凝縮器室４Ｘとが連通しているため、第２吸着器２に備えられる吸着剤２０から脱着した気相の冷媒２１Ｘが、第４流路８を介して、第２吸着器室２Ｘから凝縮器室４Ｘへ気相の冷媒２１Ｘが流出し、凝縮器４で凝縮器用配管２８の内部を流れる冷却水２９によって冷却されて凝縮し、液相の冷媒２１Ｙとなる。この液相の冷媒２１Ｙは、第５流路９を介して、凝縮器４から蒸発器３へ戻される。
【００３２】
この場合、蒸発器３を備える蒸発器室３Ｘに連通している第１吸着器室１Ｘに備えられる第１吸着器１は、吸着工程となり、凝縮器４を備える凝縮器室４Ｘに連通している第２吸着器室２Ｘに備えられる第２吸着器２は、脱着工程となる。
なお、吸収した廃熱や汲み上げた熱は、冷却水２４、２９を例えば消費電力が極端に小さなクーリングタワーなどの放熱器との間で循環させて放熱させれば良い（図１２参照）。
【００３３】
逆に、第２及び第３バルブ１１、１２を開いた状態とし、第１及び第４バルブ１０、１３を閉じた場合、第１吸着器１を備える第１吸着器室１Ｘと凝縮器４を備える凝縮器室４Ｘとが連通し、第２吸着器２を備える第２吸着器室２Ｘと蒸発器３を備える蒸発器室３Ｘとが連通する（図１参照）。
そして、第１吸着器１には、外部の発熱体から回収した廃熱等の温熱を流体（ここでは約６０℃の温水２５）によって搬送して、吸着剤２０を加熱する。また、第２吸着器２には、冷却水２４（ここでは約２５℃）を流して、吸着剤２０を冷却する。また、蒸発器３には冷熱用循環水２７（ここでは約１５℃）を循環させて、冷熱を取り出す。また、凝縮器４には冷却水２９（ここでは約２５℃）を流して、気相の冷媒２１Ｘを冷却して凝縮させる。
【００３４】
この場合、第２吸着器２に備えられる吸着剤２０に気相の冷媒２１Ｘが吸着し、第１吸着器１に備えられる吸着剤２０から冷媒２１が脱着する。つまり、蒸発器３を備える蒸発器室３Ｘに連通している第２吸着器室２Ｘに備えられる第２吸着器２は、吸着工程となり、凝縮器４を備える凝縮器室４Ｘに連通している第１吸着器室１Ｘに備えられる第１吸着器１は、脱着工程となる。
【００３５】
このようにして、第１〜第４バルブ１０〜１３の開閉状態を切り替えることで、吸着工程と脱着工程とを繰り返して、温熱から冷熱を連続的に生成することができる。
なお、ここでは、第１吸着器１の吸着工程と第２吸着器２の脱着工程とが同時に行なわれ、第１吸着器１の脱着工程と第２吸着器２の吸着工程とが同時に行なわれ、これらが繰り返し行なわれるようにしているが、これに限られるものではない。例えば、第１吸着器１の吸着工程と第２吸着器２の吸着工程とが同時に行なわれ、第１吸着器１の脱着工程と第２吸着器２の脱着工程とが同時に行なわれ、これらが繰り返し行なわれるようにしても良い。つまり、吸着工程と脱着工程とを段階的に行なうようにしても良い。この場合、吸着工程では、第１及び第３バルブ１０、１２を開いた状態とし、第２及び第４バルブ１１、１３を閉じた状態とし、両方の吸着器１、２に冷却水２４を流して、吸着剤２０を冷却すれば良い。一方、脱着工程では、第２及び第４バルブ１１、１３を開いた状態とし、第１及び第３バルブ１０、１２を閉じた状態とし、両方の吸着器１、２に廃熱などから回収した温熱を流体２５によって搬送して、吸着剤２０を加熱すれば良い。
【００３６】
ところで、本実施形態では、図１に示すように、第１〜第４バルブ１０〜１３は、いずれも、シート状の弁体３１を用いた圧力差駆動式バルブである。つまり、第１〜第４バルブ１０〜１３は、圧力差によってシート状の弁体３１が浮上する浮上式バルブである。この圧力差駆動式バルブ１０〜１３は、バルブの開閉に電気エネルギーを使用せず、吸着器室１Ｘ，２Ｘ、凝縮器室４Ｘ、蒸発器室３Ｘ内の冷媒２１の圧力差（蒸気圧差）に基づいて開閉することができるため、省電力化を図ることが可能である。なお、圧力差駆動式バルブ１０〜１３は、浮上式バルブあるいは蒸気バルブともいう。また、シート状の弁体３１を、プレート状の弁体あるいはフィルム状の弁体ともいう。
【００３７】
特に、本実施形態では、第１〜第４バルブ１０〜１３は、気相の冷媒２１Ｘの圧力差によって開閉する弁体３１と、弁座３２とを備えるバルブ構造になっている。
なお、弁体３１をキャップ部ともいう。また、弁座３２は、その表面に弁体３１が密着することで気相の冷媒２１Ｘが通過するのを遮断するものであるため、パッキング部ともいう。
【００３８】
ここでは、弁座３２は、気相の冷媒２１Ｘが通過しうる開口部を有する環状の弁座（ここでは四角形状の弁座）である。また、弁体３１は、弁座３２の開口部を閉じることができる大きさを持つシート状の弁体（ここでは四角形状の弁体）である。このシート状の弁体３１は、弁座３２の開口部を覆うようにガイドピン３３を介して弁座３２に支持されている。つまり、シート状の弁体３１は、弁座３２に設けられたガイドピン３３を介して、弁座３２にガイドピン３３に沿って移動可能に支持されている。
【００３９】
具体的には、第１バルブ１０は、第１吸着器室１Ｘと蒸発器室３Ｘとの間の気相の冷媒２１Ｘの圧力差によって弁体３１が駆動される。つまり、この圧力差によって、弁体３１が浮上して弁座３２から離れた状態になることで第１流路５が開けられ、第１吸着器室１Ｘと蒸発器室３Ｘとが連通する一方、弁体３１が浮上せずに弁座３２に接した状態になることで第１流路５が閉じられ、第１吸着器室１Ｘと蒸発器室３Ｘとの連通が遮断される。
【００４０】
また、第２バルブ１１は、第１吸着器室１Ｘと凝縮器室４Ｘとの間の気相の冷媒２１Ｘの圧力差によって弁体３１が駆動される。つまり、この圧力差によって、弁体３１が浮上して弁座３２から離れた状態になることで第２流路６が開けられ、第１吸着器室１Ｘと凝縮器室４Ｘとが連通する一方、弁体３１が浮上せずに弁座３２に接した状態になることで第２流路６が閉じられ、第１吸着器室１Ｘと凝縮器室４Ｘとの連通が遮断される。
【００４１】
また、第３バルブ１２は、第２吸着器室２Ｘと蒸発器室３Ｘとの間の気相の冷媒２１Ｘの圧力差によって弁体３１が駆動される。つまり、この圧力差によって、弁体３１が浮上して弁座３２から離れた状態になることで第３流路７が開けられ、第２吸着器室２Ｘと蒸発器室３Ｘとが連通する一方、弁体３１が浮上せずに弁座３２に接した状態になることで第３流路７が閉じられ第２吸着器室２Ｘと蒸発器室３Ｘとの連通が遮断される。
【００４２】
また、第４バルブ１３は、第２吸着器室２Ｘと凝縮器室４Ｘとの間の気相の冷媒２１Ｘの圧力差によって弁体３１が駆動される。つまり、この圧力差によって、弁体３１が浮上して弁座３２から離れた状態になることで第４流路８が開けられ、第２吸着器室２Ｘと凝縮器室４Ｘとが連通する一方、弁体３１が浮上せずに弁座３２に接した状態になることで第４流路８が閉じられ、第２吸着器室２Ｘと凝縮器室４Ｘとの連通が遮断される。
【００４３】
なお、第１吸着器室１Ｘと蒸発器室３Ｘとの間を接続する配管、第１吸着器室１Ｘと凝縮器室４Ｘとの間を接続する配管、第２吸着器室２Ｘと蒸発器室３Ｘとの間を接続する配管、及び、第２吸着器室２Ｘと凝縮器室４Ｘとの間を接続する配管を設ける場合、これらの配管が、それぞれ、第１〜第４流路５〜８となる。この場合、それぞれの配管に開口部を有する弁座３２を取り付ければ良い。
【００４４】
また、これらの配管を設けずに、例えば図３、図４に示すように、開口部４０Ａを有する仕切壁４０によって空間を隔てることで、第１及び第２吸着器室１Ｘ、２Ｘ、蒸発器室３Ｘ、凝縮器室４Ｘとし、開口部４０Ａを流路５〜８としても良い。つまり、開口部４０Ａを有する仕切壁４０によって隔てられ、開口部４０Ａによって連通する２つの空間を、それぞれ、第１吸着器室１Ｘ、蒸発器室３Ｘとする場合、仕切壁４０の開口部４０Ａが第１流路５となる。また、開口部４０Ａを有する仕切壁４０によって隔てられ、開口部４０Ａによって連通する２つの空間を、それぞれ、第１吸着器室１Ｘ、凝縮器室４Ｘとする場合、仕切壁４０の開口部４０Ａが第２流路６となる。また、開口部４０Ａを有する仕切壁４０によって隔てられ、開口部４０Ａによって連通する２つの空間を、それぞれ、第２吸着器室２Ｘ、蒸発器室３Ｘとする場合、仕切壁４０の開口部４０Ａが第３流路７となる。また、開口部４０Ａを有する仕切壁４０によって隔てられ、開口部４０Ａによって連通する２つの空間を、それぞれ、第２吸着器室２Ｘ、凝縮器室４Ｘとする場合、仕切壁４０の開口部４０Ａが第４流路８となる。この場合、それぞれの仕切壁４０の開口部４０Ａの大きさを、弁座３２の開口部の大きさと同一にし、仕切壁４０の開口部４０Ａと弁座３２の開口部とが一致するように、それぞれの仕切壁４０に弁座３２を取り付ければ良い。特に、仕切壁４０に弁座３２を取り付ける場合、仕切壁４０と弁座３２との間に断熱材４１を設けるのが好ましい。これは、後述するように、弁座３２に設けられた加熱・冷却手段３４によって弁座３２を速やかに加熱又は冷却することができるようにするためである。なお、仕切壁４０の開口部４０Ａは、隣接する空間を接続するため、接続部ともいう。
【００４５】
特に、本実施形態では、図１、図５、図６に示すように、第１〜第４バルブ１０〜１３を構成する弁座３２は、これを加熱又は冷却するための加熱・冷却手段３４を備える。ここでは、弁座３２を加熱又は冷却するための加熱・冷却手段３４として、弁座３２に温水又は冷却水を流すための弁座用配管３５が設けられている。この加熱・冷却手段３４によって弁座３２を加熱することで、弁座３２の表面、即ち、弁体３１と弁座３２との界面を乾燥させることができるようになっている。また、加熱・冷却手段３４によって弁座３２を冷却することで、弁座３２の表面上で気相の冷媒２１Ｘを凝縮させて、弁座３２の表面に液相の冷媒２１Ｙを生じさせることができるようになっている。なお、加熱・冷却手段３４は、弁座３２を加熱又は冷却することで弁座３２の温度を調節するものであるため、温度調節機構ともいう。
【００４６】
ここで、弁座用配管３５として、弁座３２を加熱するために温水を流す温水配管と、弁座を冷却するために冷却水を流す冷却水配管とを別個に設けても良いし、これらの加熱用の温水配管と冷却用の冷却水配管とを兼用する温水・冷却水配管を設けても良い。
また、弁座用配管３５を、吸着器用配管２２、２３又は凝縮器用配管２８に接続するようにしても良い。つまり、図５に示すように、弁座用配管３５を、吸着器用配管２２、２３に接続することで、吸着器用配管２２、２３を流れる温水２５（又は冷却水２４）の一部を、弁座３２を加熱又は冷却するための温水（又は冷却水）として用いるようにしても良い。また、弁座用配管３５を、凝縮器用配管２８及び吸着器用配管２２、２３に接続することで、凝縮器用配管２８を流れる冷却水２９の一部、及び、吸着器用配管２２、２３を流れる温水２５又は冷却水２４の一部を、弁座３２を加熱又は冷却するための温水又は冷却水として用いるようにしても良い。また、弁座用配管３５を、吸着器用配管２２、２３に接続することで、吸着器用配管２２、２３を流れる冷却水２４の一部を、弁座３２を冷却するための冷却水として用いるようにしても良い。また、図６に示すように、弁座用配管３５を、凝縮器用配管２８に接続することで、凝縮器用配管２８を流れる冷却水２９の一部を、弁座３２を冷却するための冷却水として用いるようにしても良い。これらの場合、弁座用配管３５は、弁座３２を冷却するための冷却手段となるため、弁座３２を加熱するための加熱手段として、弁座３２に例えば電気ヒータ（電気的な加熱手段）を設ければ良い。つまり、弁座３２を加熱又は冷却するための加熱・冷却手段３４として、弁座用配管３５及び電気ヒータ（図示せず）を設ければ良い。
【００４７】
また、本実施形態では、図１に示すように、弁座３２を加熱又は冷却するタイミングを制御する制御手段５０（コントローラ；コンピュータ；ＣＰＵ）を備える。そして、制御手段５０によって、吸着式ヒートポンプの吸着工程と脱着工程とが切り替わるタイミング、即ち、第１〜第４バルブ１０〜１３の開閉状態が切り替わるタイミングよりも前に、加熱・冷却手段３４による弁座３２の加熱と冷却とが切り替わるように制御している。ここでは、制御手段５０によって、加熱・冷却手段３４による弁座３２の加熱と冷却とを切り替えるタイミングが、吸着器１、２の吸着工程と脱着工程とが切り替わるタイミング、即ち、吸着器１、２に流入する冷却水２４と温水２５とを切り替えるタイミングに対して所定時間前になるように制御している。
【００４８】
ここでは、制御手段５０は、第１〜第４バルブ１０〜１３が閉状態から開状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４によって弁座３２が加熱されるように制御する。つまり、第１〜第４バルブ１０〜１３の閉状態、即ち、弁体３１が閉じて、凝縮した液相の冷媒２１Ｙを介して、弁座３２の表面に密着している状態で、弁座３２が加熱されるようにしている。これにより、弁体３１と弁座３２の表面との間に存在する冷媒２１を気化（蒸発）させ、弁座３２の表面、即ち、弁体３１と弁座３２との界面を乾燥させることができる。このため、気相の冷媒２１Ｘの圧力差によってバルブ１０〜１３の開閉が確実に行なえるようになる。つまり、弁体３１と弁座３２の表面との間に存在する液相の冷媒２１Ｙの表面張力によって弁体３１が弁座３２の表面に強く密着してしまい、気相の冷媒２１Ｘの圧力差ではバルブ１０〜１３が開閉せず、ヒートポンプ３０の動作が停止してしまうのを防止することができる。
【００４９】
具体的には、第１吸着器１が吸着工程から脱着工程に切り替わり、第２吸着器２が脱着工程から吸着工程に切り替わる場合、第２及び第３バルブ１１、１２が閉状態から開状態に切り替わることになる。この場合、制御手段５０によって、第２及び第３バルブ１１、１２が閉状態から開状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４によって第２及び第３バルブ１１、１２の弁座３２が加熱されるように制御する。つまり、制御手段５０によって、第１吸着器１の吸着工程が終了して脱着工程が開始する前に、加熱・冷却手段３４によって第２バルブ１１の弁座３２が加熱されるように制御するとともに、第２吸着器２の脱着工程が終了して吸着工程が開始する前に、加熱・冷却手段３４によって第３バルブ１２の弁座３２が加熱されるように制御する。
【００５０】
逆に、第２吸着器１が吸着工程から脱着工程に切り替わり、第１吸着器１が脱着工程から吸着工程に切り替わる場合、第１及び第４バルブ１０、１３が閉状態から開状態に切り替わることになる。この場合、制御手段５０によって、第１及び第４バルブ１０、１３が閉状態から開状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４によって第１及び第４バルブ１０、１３の弁座３２が加熱されるように制御する。つまり、制御手段５０によって、第１吸着器１の脱着工程が終了して吸着工程が開始する前に、加熱・冷却手段３４によって第１バルブ１０の弁座３２が加熱されるように制御するとともに、第２吸着器２の吸着工程が終了して脱着工程が開始する前に、加熱・冷却手段３４によって第４バルブ１３の弁座３２が加熱されるように制御する。
【００５１】
例えば、加熱・冷却手段３４として弁座用配管３５を設ける場合には、第１〜第４バルブ１０〜１３が閉状態から開状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４として設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。ここでは、バルブ５１は、温水配管又は冷却水配管としての弁座用配管３５に介装されており、弁座用配管３５に温水と冷却水とを切り替えて流す切り替えバルブである。つまり、第１〜第４バルブ１０〜１３の弁座用配管３５に流通させる温水と冷却水をバルブ５１によって切り替えるようにしている。なお、バルブ５１は複数のバルブから構成されていても良い。
【００５２】
具体的には、第１吸着器１が吸着工程から脱着工程に切り替わる場合、制御手段５０によって、図７に示すように、第１吸着器１の吸着工程の後期、脱着工程の初期及び中期に、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
また、第２吸着器２が脱着工程から吸着工程に切り替わる場合、制御手段５０によって、第２吸着器２の脱着工程の後期、吸着工程の初期及び中期に、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
【００５３】
また、第２吸着器２が吸着工程から脱着工程に切り替わる場合、制御手段５０によって、第２吸着器２の吸着工程の後期、脱着工程の初期及び中期に、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
また、第１吸着器１が脱着工程から吸着工程に切り替わる場合、制御手段５０によって、第１吸着器の脱着工程の後期、吸着工程の初期及び中期に、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
【００５４】
なお、加熱・冷却手段３４として電気ヒータを設ける場合には、第１〜第４バルブ１０〜１３が閉状態から開状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４として設けられた電気ヒータを作動させる制御を行なうようにすれば良い。
これに対し、制御手段５０は、第１〜第４バルブ１０〜１３が開状態から閉状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４によって弁座３２が冷却されるように制御する。つまり、第１〜第４バルブ１０〜１３の開状態、即ち、弁体３１が開いて、弁座３２の表面から離れている状態で、弁座３２が冷却されるようにしている。これにより、弁座３２の表面上で気相の冷媒２１Ｘが凝縮し、弁座３２の表面に液相の冷媒２１Ｙが存在する状態にすることができる。このため、気相の冷媒２１Ｘの圧力差によって閉じてきた弁体３１を、弁座３２の表面に存在する液相の冷媒２１Ｙの表面張力によって、弁座３２の表面に確実に密着させることができる。つまり、例えば弁体３１の位置がずれる、弁体自体が歪む等によって弁体３１が弁座３２の表面に密着せず、空隙ができてしまい、流路５〜８を流れる冷媒２１を完全に遮断できず、ヒートポンプ３０の性能が低下してしまうのを防止することができる。
【００５５】
具体的には、第１吸着器１が脱着工程から吸着工程に切り替わり、第２吸着器２が吸着工程から脱着工程に切り替わる場合、第２及び第３バルブ１１、１２が開状態から閉状態に切り替わることになる。この場合、制御手段５０によって、第２及び第３バルブ１１、１２が開状態から閉状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４によって第２及び第３バルブ１１、１２の弁座３２が冷却されるように制御する。つまり、制御手段５０によって、第１吸着器１の脱着工程が終了して吸着工程が開始する前に、加熱・冷却手段３４によって第２バルブ１１の弁座３２が冷却されるように制御するとともに、第２吸着器２の吸着工程が終了して脱着工程が開始する前に、加熱・冷却手段３４によって第３バルブ１２の弁座３２が冷却されるように制御する。
【００５６】
逆に、第２吸着器２が脱着工程から吸着工程に切り替わり、第１吸着器１が吸着工程から脱着工程に切り替わる場合、第１及び第４バルブ１０、１３が開状態から閉状態に切り替わることになる。この場合、制御手段５０によって、第１及び第４バルブ１０、１３が開状態から閉状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４によって第１及び第４バルブ１０、１３の弁座３２が冷却されるように制御する。つまり、制御手段５０によって、第１吸着器１の吸着工程が終了して脱着工程が開始する前に、加熱・冷却手段３４によって第１バルブ１０の弁座３２が冷却されるように制御するとともに、第２吸着器２の脱着工程が終了して吸着工程が開始する前に、加熱・冷却手段３４によって第４バルブ１３の弁座３２が冷却されるように制御する。
【００５７】
例えば、加熱・冷却手段３４として弁座用配管３５を設ける場合には、第１〜第４バルブ１０〜１３が開状態から閉状態に切り替わる前に、加熱・冷却手段３４として設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
具体的には、第１吸着器１が脱着工程から吸着工程に切り替わる場合、制御手段５０によって、第１吸着器１の脱着工程の後期、吸着工程の初期及び中期に、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
【００５８】
また、第２吸着器２が吸着工程から脱着工程に切り替わる場合、制御手段５０によって、第２吸着器２の吸着工程の後期、脱着工程の初期及び中期に、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
また、第２吸着器２が脱着工程から吸着工程に切り替わる場合、制御手段５０によって、第２吸着器２の脱着工程の後期、吸着工程の初期及び中期に、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
【００５９】
また、第１吸着器１が吸着工程から脱着工程に切り替わる場合、制御手段５０によって、第１吸着器１の吸着工程の後期、脱着工程の初期及び中期に、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なうようにすれば良い。
このように、制御手段５０によって、第１及び第２吸着器１、２の吸着工程と脱着工程とが切り替わるタイミングの直前の時期、即ち、第１及び第２吸着器１、２に流入する冷却水２４と温水２５とを切り替えるタイミングの直前の時期（吸着工程又は脱着工程の後期）に入ったところで、弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流入する冷却水と温水とを切り替えるように制御している。つまり、制御手段５０によって、弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流入する冷却水と温水とを切り替えるタイミングが、第１及び第２吸着器１、２に流入する冷却水２４と温水２５とを切り替えるタイミングに対して所定時間前になるように制御している。
【００６０】
次に、制御手段５０による弁座３２の加熱／冷却制御の具体例について、図１、図８、図９を参照しながら説明する。
ここでは、温水／冷却水の切り替えタイミングの制御であって、センサを用いた切替タイミング制御を例に挙げて説明する。
なお、センサを用いた切替タイミング制御を行なう場合には、図１に示すように、第１吸着器室１Ｘ及び第２吸着器室２Ｘのそれぞれに、例えば湿度センサや圧力センサ（蒸気圧センサ）などの吸着器室１Ｘ、２Ｘの状態、即ち、吸着器１、２の吸着状態・脱着状態を検出しうる第１及び第２センサ５２、５３を設ける。そして、制御手段５０は、これらの第１及び第２センサ５２、５３からの検出情報に基づいて切替タイミング制御を行なう。
【００６１】
例えば、制御手段５０は、図１０に示すように、センサ５２、５３からの検出値が第１所定値以下になった場合に吸着工程の初期に入ったと判断し、第２所定値以下になった場合に吸着工程の中期に入ったと判断し、第３所定値以上になった場合に吸着工程の後期に入ったと判断し、第１所定値以上になった場合に吸着工程が終了し、吸着工程から脱着工程に切り替わって脱着工程が開始し、脱着工程の初期に入ったと判断し、第４所定値よりも大きくなった場合に脱着工程の中期に入ったと判断し、第５所定値よりも小さくなった場合に脱着工程の後期に入ったと判断し、第１所定値よりも小さくなった場合に脱着工程が終了し、脱着工程から吸着工程に切り替わって吸着工程が開始し、吸着工程の初期に入ったと判断するようにすれば良い。
【００６２】
具体的には、制御手段５０は、以下のような切替タイミング制御を行なう。
まず、吸着式ヒートポンプ３０が初めて作動する初期状態にあるか、即ち、第１吸着器１が脱着工程の初期であり、第２吸着器２が吸着工程の初期であるか、又は、第１吸着器１が吸着工程の初期であり、第２吸着器２が脱着工程の初期であるかを判断する（ステップＳ１０）。
【００６３】
ここでは、制御手段５０は、第１センサ５２からの検出情報に基づいて、第１吸着器１が脱着工程の初期であるか、吸着工程の初期であるかを判断する（ステップＳ１０）。また、制御手段５０は、第２センサ５３からの検出情報に基づいて、第２吸着器２が吸着工程の初期であるか、脱着工程の初期であるかを判断する（ステップＳ１０）。
この結果、第１吸着器１が吸着工程の初期であると判断した場合、ステップＳ１０の判断は「ＮＯ」となり、ステップＳ８０へ進む。また、第２吸着器２が脱着工程の初期であると判断した場合、ステップＳ１０の判断は「ＮＯ」となり、ステップＳ８０へ進む。
【００６４】
そして、制御手段５０は、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れ、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なう（ステップＳ８０；図９中、Ｓｔｅｐ４）。また、制御手段５０は、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れ、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なう（ステップＳ８０；図９中、Ｓｔｅｐ４）。なお、図９中、１．は第１吸着器１の各工程を示しており、２．は第２吸着器２の各工程を示している。
【００６５】
次に、制御手段５０は、第１センサ５２からの検出情報に基づいて、第１吸着器１が吸着工程の中期に入ったかを判断する（ステップＳ９０）。この判断の結果、第１吸着器１が吸着工程の中期に入っていないと判断した場合は、まだ吸着工程の初期であるため、ステップＳ８０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする。これを、第１吸着器１が吸着工程の中期に入ったと判断するまで繰り返す。
【００６６】
その後、第１吸着器１が吸着工程の中期に入ったと判断した場合、制御手段５０は、例えばバルブ５１を閉じる制御を行なって、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水を流すのを停止し、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水を流すのを停止する（ステップＳ１００；図９中、Ｓｔｅｐ５）。
また、制御手段５０は、第２センサ５３からの検出情報に基づいて、第２吸着器２が脱着工程の中期に入ったかを判断する（ステップＳ９０）。この判断の結果、第２吸着器２が脱着工程の中期に入っていないと判断した場合は、まだ脱着工程の初期であるため、ステップＳ８０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする。これを、第２吸着器２が脱着工程の中期に入ったと判断するまで繰り返す。
【００６７】
その後、第２吸着器２が脱着工程の中期に入ったと判断した場合、制御手段５０は、例えばバルブ５１を閉じる制御を行なって、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水を流すのを停止し、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水を流すのを停止する（ステップＳ１００；図９中、Ｓｔｅｐ５）。
次に、制御手段５０は、第１センサ５２からの検出情報に基づいて、第１吸着器１が吸着工程の後期に入ったかを判断する（ステップＳ１１０）。この判断の結果、第１吸着器１が吸着工程の後期に入っていないと判断した場合は、まだ吸着工程の中期であるため、ステップＳ１００に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水の循環を停止したままとする。これを、第１吸着器１が吸着工程の後期に入ったと判断するまで繰り返す。
【００６８】
その後、第１吸着器１が吸着工程の後期に入ったと判断した場合、制御手段５０は、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流れる循環水を温水から冷却水に切り替えるとともに、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流れる循環水を冷却水から温水に切り替える制御を行なう。つまり、制御手段５０は、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れ、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なう（ステップＳ１２０；図９中、Ｓｔｅｐ６）。
【００６９】
また、制御手段５０は、第２センサ５３からの検出情報に基づいて、第２吸着器２が脱着工程の後期に入ったかを判断する（ステップＳ１１０）。この判断の結果、第２吸着器２が脱着工程の後期に入っていないと判断した場合は、まだ脱着工程の中期であるため、ステップＳ１００に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水の循環を停止したままとする。これを、第２吸着器２が脱着工程の後期に入ったと判断するまで繰り返す。
【００７０】
その後、第２吸着器２が脱着工程の後期に入ったと判断した場合、制御手段５０は、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流れる循環水を冷却水から温水に切り替えるとともに、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流れる循環水を温水から冷却水に切り替える制御を行なう。つまり、制御手段５０は、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れ、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なう（ステップＳ１２０；図９中、Ｓｔｅｐ６）。
【００７１】
次に、制御手段５０は、第１センサ５２からの検出情報に基づいて、第１吸着器１が脱着工程の初期に入ったかを判断する（ステップＳ１３０）。この判断の結果、第１吸着器１が脱着工程の初期に入っていないと判断した場合は、まだ吸着工程の後期であるため、ステップＳ１２０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする。
【００７２】
その後、第１吸着器１が脱着工程の初期に入ったと判断した場合も、制御手段５０は、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする（ステップＳ２０；図９中、Ｓｔｅｐ１）。
また、制御手段５０は、第２センサ５３からの検出情報に基づいて、第２吸着器２が吸着工程の初期に入ったかを判断する（ステップＳ１３０）。この判断の結果、第２吸着器２が吸着工程の初期に入っていないと判断した場合は、まだ脱着工程の後期であるため、ステップＳ１２０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする。
【００７３】
その後、第２吸着器２が吸着工程の初期に入ったと判断した場合も、制御手段５０は、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする（ステップＳ２０；図９中、Ｓｔｅｐ１）。
次に、制御手段５０は、第１センサ５２からの検出情報に基づいて、第１吸着器１が脱着工程の中期に入ったかを判断する（ステップＳ３０）。この判断の結果、第１吸着器１が脱着工程の中期に入っていないと判断した場合は、まだ脱着工程の初期であるため、ステップＳ２０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする。これを、第１吸着器１が脱着工程の中期に入ったと判断するまで繰り返す。
【００７４】
その後、第１吸着器１が脱着工程の中期に入ったと判断した場合、制御手段５０は、例えばバルブ５１を閉じる制御を行なって、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水を流すのを停止し、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水を流すのを停止する（ステップＳ４０；図９中、Ｓｔｅｐ２）。
また、制御手段５０は、第２センサ５３からの検出情報に基づいて、第２吸着器２が吸着工程の中期に入ったかを判断する（ステップＳ３０）。この判断の結果、第２吸着器２が吸着工程の中期に入っていないと判断した場合は、まだ吸着工程の初期であるため、ステップＳ２０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする。これを、第２吸着器２が吸着工程の中期に入ったと判断するまで繰り返す。
【００７５】
その後、第２吸着器２が吸着工程の中期に入ったと判断した場合、制御手段５０は、例えばバルブ５１を閉じる制御を行なって、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水を流すのを停止し、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水を流すのを停止する（ステップＳ４０；図９中、Ｓｔｅｐ２）。
次に、制御手段５０は、第１センサ５２からの検出情報に基づいて、第１吸着器１が脱着工程の後期に入ったかを判断する（ステップＳ５０）。この判断の結果、第１吸着器１が脱着工程の後期に入っていないと判断した場合は、まだ脱着工程の中期であるため、ステップＳ４０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水の循環を停止したままとする。これを、第１吸着器１が脱着工程の後期に入ったと判断するまで繰り返す。
【００７６】
その後、第１吸着器１が脱着工程の後期に入ったと判断した場合、制御手段５０は、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流れる循環水を冷却水から温水に切り替えるとともに、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流れる循環水を温水から冷却水に切り替える制御を行なう。つまり、制御手段５０は、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れ、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なう（ステップＳ６０；図９中、Ｓｔｅｐ３）。
【００７７】
また、制御手段５０は、第２センサ５３からの検出情報に基づいて、第２吸着器２が吸着工程の後期に入ったかを判断する（ステップＳ５０）。この判断の結果、第２吸着器２が吸着工程の後期に入っていないと判断した場合は、ステップＳ４０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水の循環を停止したままとする。これを、第２吸着器２が吸着工程の後期に入ったと判断するまで繰り返す。
【００７８】
その後、第２吸着器２が吸着工程の後期に入ったと判断した場合、制御手段５０は、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流れる循環水を温水から冷却水に切り替えるとともに、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に流れる循環水を冷却水から温水に切り替える制御を行なう。つまり、制御手段５０は、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れ、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なう（ステップＳ６０；図９中、Ｓｔｅｐ３）。
【００７９】
次に、制御手段５０は、第１センサ５２からの検出情報に基づいて、第１吸着器１が吸着工程の初期に入ったかを判断する（ステップＳ７０）。この判断の結果、第１吸着器１が吸着工程の初期に入っていないと判断した場合は、まだ脱着工程の後期であるため、ステップＳ６０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする。
【００８０】
その後、第１吸着器１が吸着工程の初期に入ったと判断した場合も、制御手段５０は、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする（ステップＳ８０；図９中、Ｓｔｅｐ４）。
また、制御手段５０は、第２センサ５３からの検出情報に基づいて、第２吸着器２が脱着工程の初期に入ったかを判断する（ステップＳ７０）。この判断の結果、第２吸着器２が脱着工程の初期に入っていないと判断した場合は、まだ吸着工程の後期であるため、ステップＳ６０に戻り、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする。
【００８１】
その後、第２吸着器２が脱着工程の初期に入ったと判断した場合も、制御手段５０は、例えばバルブ５１に対する制御を行なわずに、温水／冷却水を循環させたままとする（ステップＳ８０；図９中、Ｓｔｅｐ４）。
以降、同様の処理を繰り返す。
ところで、ステップＳ１０の判断の結果、第１吸着器１が脱着工程の初期であると判断した場合、ステップＳ１０の判断は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０へ進む。また、第２吸着器２が吸着工程の初期であると判断した場合、ステップＳ１０の判断は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０へ進む。そして、制御手段５０は、第１バルブ１０の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れ、第２バルブ１１の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なう（ステップＳ２０；図９中、Ｓｔｅｐ１）。また、制御手段５０は、第３バルブ１２の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に温水が流れ、第４バルブ１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に冷却水が流れるように例えばバルブ５１に対する制御を行なう（ステップＳ２０；図９中、Ｓｔｅｐ１）。
【００８２】
以降、上述と同様の処理を繰り返す。
上述のように、この具体例では、第１〜第４バルブ１０〜１３の開閉が切り替わる直前及び直後、即ち、吸着工程及び脱着工程の初期及び後期のみに温水／冷却水を循環させる一方、吸着工程及び脱着工程の中期には温水／冷却水の循環を停止させるため、ポンプ動力を削減することが可能となる。なお、温水／冷却水の循環を停止させることなく、循環させ続けても良い。
【００８３】
なお、吸着式ヒートポンプ３０を作動させた後、途中で止まっている状態から、再度作動させる場合、各吸着器１、２は、初期、中期、後期のいずれかの時期になっているため、これらの時期を判断し、その時期に応じた処理を行なうべく、例えば、ステップＳ１０とステップＳ２０との間にこれらの時期を判断するステップを追加し、その時期に応じた処理へ進むようにすれば良い。
【００８４】
ところで、上述の具体例ではセンサを用いた切替タイミング制御を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
例えば、センサを用いない時間による切替タイミング制御を行なうようにしても良い。時間による切替タイミング制御を行なう場合には、予め、吸着工程の初期、中期、後期、脱着工程の初期、中期、後期のそれぞれにどれくらいの時間がかかるかを求めておき、制御手段５０は、これらの時間に基づいて切替タイミング制御を行なう。
【００８５】
例えば、吸着工程及び脱着工程の初期は約５分、中期は約７分、後期は約５分で、１サイクルの合計が約１７分の場合、以下のようにすれば良い。
つまり、ヒートポンプ３０の最初の作動開始から約５分経過するまでは、第１吸着器１は吸着工程の初期であり、第２吸着器２は脱着工程の初期であるとする（図８のステップＳ１０でＮｏ；図１１中、Ｓｔｅｐ４）。そして、約５分経過したら、第１吸着器１の吸着工程の初期が終わって中期に入ったと判断し、第２吸着器２の脱着工程の初期が終わって中期に入ったと判断する（図８のステップＳ９０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ５）。その後約７分経過したら、第１吸着器１の吸着工程の中期が終わって後期に入ったと判断し、第２吸着器２の脱着工程の中期が終わって後期に入ったと判断する（図８のステップＳ１１０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ６）。その後約５分経過したら、第１吸着器１の吸着工程の後期が終わって脱着工程の初期に入ったと判断し、第２吸着器２の脱着工程の後期が終わって吸着工程の初期に入ったと判断する（図８のステップＳ１３０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ１）。その後約５分経過したら、第１吸着器１の脱着工程の初期が終わって中期に入ったと判断し、第２吸着器２の吸着工程の初期が終わって中期に入ったと判断する（図８のステップＳ３０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ２）。その後約７分経過したら、第１吸着器１の脱着工程の中期が終わって後期に入ったと判断し、第２吸着器２の吸着工程の中期が終わって後期に入ったと判断する（図８のステップＳ５０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ３）。その後約５分経過したら、第１吸着器１の脱着工程の後期が終わって吸着工程の初期に入ったと判断し、第２吸着器２の吸着工程の後期が終わって脱着工程の初期に入ったと判断する（図８のステップＳ７０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ４）。以降、同様の判断を繰り返せば良い。そして、各判断の結果に応じて、上述のセンサを用いた切替タイミング制御の場合と同様の処理を行なえば良い。なお、制御内容は、上述の具体例の場合と同様である。また、図１１中、１．は第１吸着器１の各工程を示しており、２．は第２吸着器２の各工程を示している。
【００８６】
また、以下のようにしても良い。
つまり、ヒートポンプ３０の最初の作動開始から約５分経過するまでは、第１吸着器１は脱着工程の初期であり、第２吸着器２は吸着工程の初期であるとする（図８のステップＳ１０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ１）。そして、約５分経過したら、第１吸着器１の脱着工程の初期が終わって中期に入ったと判断し、第２吸着器２の吸着工程の初期が終わって中期に入ったと判断する（図８のステップＳ３０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ２）。その後約７分経過したら、第１吸着器１の脱着工程の中期が終わって後期に入ったと判断し、第２吸着器２の吸着工程の中期が終わって後期に入ったと判断する（図８のステップＳ５０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ３）。その後約５分経過したら、第１吸着器１の脱着工程の後期が終わって吸着工程の初期に入ったと判断し、第２吸着器２の吸着工程の後期が終わって脱着工程の初期に入ったと判断する（図８のステップＳ７０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ４）。その後約５分経過したら、第１吸着器１の吸着工程の初期が終わって中期に入ったと判断し、第２吸着器２の脱着工程の初期が終わって中期に入ったと判断する（図８のステップＳ９０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ５）。その後約７分経過したら、第１吸着器１の吸着工程の中期が終わって後期に入ったと判断し、第２吸着器２の脱着工程の中期が終わって後期に入ったと判断する（図８のステップＳ１１０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ６）。その後約５分経過したら、第１吸着器１の吸着工程の後期が終わって脱着工程の初期に入ったと判断し、第２吸着器２の脱着工程の後期が終わって吸着工程の初期に入ったと判断する（図８のステップＳ１３０でＹｅｓ；図１１中、Ｓｔｅｐ１）。以降、同様の判断を繰り返せば良い。そして、各判断の結果に応じて、上述のセンサを用いた切替タイミング制御の場合と同様の処理を行なえば良い。
【００８７】
ところで、上述のように、気相の冷媒２１Ｘを凝縮させて弁座３２の表面に液相の冷媒２１Ｙを存在させることで、弁体３１を弁座３２の表面に確実に密着させるようにしているため、弁座３２の表面（少なくとも弁体３１が接する弁座３２の表面）は、冷媒２１に対する親和処理が施されたものとするのが好ましい。例えば冷媒２１が水の場合、弁座３２の表面に親水化処理を施すのが好ましい。特に、弁座３２の表面と冷媒２１との接触角が約４０°以下になるようにするのが好ましい。また、弁体３１の表面（少なくとも弁座３２の表面に接する面）も、冷媒２１に対する親和処理（冷媒２１が水の場合は親水化処理）を施すのが好ましい。
【００８８】
これにより、弁座３２の表面上で気相の冷媒２１Ｘが凝縮して液相の冷媒２１Ｙになる際に、液相の冷媒２１Ｙが弁座３２の表面上に濡れ広がるようにすることができ、弁体３１と弁座３２の表面との密着性を高めることができる。
ところで、本実施形態では、上述のように構成される吸着式ヒートポンプ３０は、例えば図１２に示すように、例えばサーバーなどの電子機器（情報機器）６０を含む情報処理システムに備えられ、電子機器６０（例えばＣＰＵなどの発熱源）からの廃熱（温熱）を利用して作動するようになっている。この場合、情報処理システムは、例えばサーバーなどの電子機器６０と、電子機器６０から発せられる熱を利用して作動する上述の吸着式ヒートポンプ３０とを備えるものとなる。例えば、発熱源としてのＣＰＵ６１に熱的に接続されたコールドプレート６２と、吸着式ヒートポンプ３０の第１吸着器１（又は第２吸着器２）とを、吸着器用配管２２（又は２３）を介して接続する。そして、第１吸着器１（又は第２吸着器２）の脱着工程において、発熱源としてのＣＰＵ６１から発せられた熱を回収した温熱を、吸着器用配管２２（又は２３）の内部を流れる熱搬送媒体としての流体（温水）によって第１吸着器１（又は第２吸着器２）へ搬送し、吸着剤２０を加熱して吸着剤２０から冷媒２１を脱着させるようにすれば良い。
【００８９】
また、情報処理システムは、さらに放熱器としてクーリングタワー６５を備えるものとしても良い。この場合、クーリングタワー６５と、吸着式ヒートポンプ３０の第２吸着器２（又は第１吸着器１）とを、吸着器用配管２３（又は２２）を介して接続するとともに、クーリングタワー６５と、吸着式ヒートポンプ３０の凝縮器４とを、凝縮器用配管２８を介して接続する。そして、第２吸着器２（又は第１吸着器１）とクーリングタワー６５との間、及び、凝縮器４とクーリングタワー６５との間で冷却水を循環させることによって、クーリングタワー６５で放熱させるようにすれば良い。
【００９０】
また、上述のように構成される吸着式ヒートポンプ３０は、廃熱等の温熱から冷熱を生成するものであるため、生成された冷熱を空調機器６３による冷却に用いて空調を行なうようにしても良い。この場合、情報処理システムは、例えばサーバーなどの電子機器６０と、電子機器６０から発せられる熱（温熱）を利用して作動する上述の吸着式ヒートポンプ３０と、吸着式ヒートポンプ３０によって生成された冷熱を利用して、即ち、吸着式ヒートポンプ３０によって冷却される熱搬送媒体を用いて、空調を行なう空調機器６３とを備えるものとなる。例えば、サーバーなどの電子機器６０に排気のために設けられるファン６４によって排気される温かい空気を冷却して空調を行なうために、サーバーなどの電子機器６０に設けられるファン６４に隣接して、空調機器６３としてドライコイル（熱交換器）を設ける。また、ドライコイル６３と、吸着式ヒートポンプ３０の蒸発器３とを、蒸発器用配管２６によって接続する。そして、吸着式ヒートポンプ３０によって生成された冷熱を、蒸発器用配管２６の内部を流れる熱搬送媒体としての流体（冷熱用循環水）によってドライコイル６３へ搬送し、例えばサーバーなどの電子機器６０からファン６４によって排気される温かい空気を冷却して空調を行なうようにすれば良い。なお、空調機器６３を冷却機器ともいう。
【００９１】
したがって、本実施形態にかかる吸着式ヒートポンプ及び情報処理システムによれば、圧力差駆動式バルブ１０〜１３を用いる吸着式ヒートポンプ３０において、安定したバルブの開閉を実現し、その性能を向上させることができるという利点がある。
つまり、バルブ１０〜１３の開閉の不具合が発生することがなくなり、バルブ１０〜１３の開閉を確実に行なうことができるため、吸着式ヒートポンプ３０の動作が停止又は性能が低下するといった不具合を防止することができる。このため、性能低下を引き起こすことなく、長期にわたって安定して動作しうる連続稼動可能な吸着式ヒートポンプ３０を実現することができる。
【００９２】
実際に、以下のような吸着式ヒートポンプ３０を作製したところ、上述の効果が得られることが確認できた。
第１吸着器１及び第２吸着器２としては、シリカゲル約２００ｇ（ＲＤ２０６０、富士シリシア化学社製）を充填した銅製のコルゲートフィン型熱交換器を用いた。
凝縮器４は、吸着器１、２と同一の銅製コルゲートフィン型熱交換器を用いた。
【００９３】
蒸発器３は、凝縮器４と同一の熱交換器を用い、底面に底板を配置し、冷媒２１が滞留するようにした。
冷媒２１には水を用いた。
蒸発器室３Ｘと第１吸着器室１Ｘとの間、凝縮器室４Ｘと第１吸着器室１Ｘとの間、蒸発器室３Ｘと第２吸着器室２Ｘとの間、凝縮器室４Ｘと第２吸着器室２Ｘとの間には、それぞれ、弁体３１と弁座３２とからなる第１バルブ〜第４バルブ（圧力差駆動式バルブ）１０〜１３を設けた。
【００９４】
第１〜第４バルブ１０〜１３の弁体３１には、ＰＥＴ製のプレート状の弁体を用い、その大きさは約４０ｍｍ×約４０ｍｍとし、外周部に薄膜状のアルミで補強を施し、冷媒蒸気の差圧で浮上できる程度に軽量化かつ強度を持たせた。また、弁体３１の弁座３２と接触する面にも親水化処理を施した。弁体３１の浮上量は、最大で約１０ｍｍ程度となるように重量を調節した。
【００９５】
また、弁座３２は、開口部を有する環状の弁座とし、その開口部の大きさは約３０ｍｍ×約３０ｍｍとした。また、弁座３２は、アルミ製とし、その表面に、親水化処理として、りん酸クロメート処理を施した。また、弁座３２には、内径約２ｍｍの弁座用配管を環状の弁座の４辺に沿って敷設した。
吸着器１、２に吸着した冷媒２１の水を乾燥させるための温水２５の温度は約６０℃とし、吸着器一基当たり約２Ｌ／ｍｉｎで吸着器１、２へ流入させ、吸着器１、２を加熱し、脱着工程を行なった。一方、蒸発器３から蒸発した冷媒３１を吸着器１、２が吸着する吸着工程において、吸着器１、２の冷却に用いる冷却水２４の温度は約２５〜約３０℃とし、吸着器一基当たり約２Ｌ／ｍｉｎで吸着器１、２へ流入させた。また、凝縮器４に流入させる冷却水２９の温度は約２５℃とした。また、蒸発器３に流入させる冷熱用循環水２７の温度は約１５℃とした。
【００９６】
そして、第１〜第４バルブ１０〜１３が閉状態から開状態に切り替わる前に、これらのバルブ１０〜１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に、吸着器１、２へ流入させる温水２５のうちの約５０ｃｃ／ｍｉｎ程度の温水を流入させて弁座３２を加熱し、弁座３２の表面と弁体３１との間に存在する冷媒２１の水を蒸発させた。この弁座用配管３５への温水の流入が、吸着器１、２に流入する冷却水２４と温水２５とを切り替える約５分前に開始するようにした。これにより、第１〜第４バルブ１０〜１３の弁座３２の表面と弁体３１との間に存在する冷媒２１の水の表面張力によって強く密着してしまうことなく、冷媒蒸気の圧力差によって第１〜第４バルブ１０〜１３の開閉が確実に行なえた。
【００９７】
一方、第１〜第４バルブ１０〜１３が開状態から閉状態に切り替わる前に、これらのバルブ１０〜１３の弁座３２に設けられた弁座用配管３５に、吸着器１、２へ流入させる冷却水２４のうちの約５０ｃｃ／ｍｉｎ程度の冷却水を流入させて弁座３２を冷却し、弁座３２の表面に冷媒２１の水を凝縮させた。この弁座用配管３５への冷却水の流入が、吸着器１、２に流入する冷却水２４と温水２５とを切り替える約５分前に開始するようにした。これにより、第１〜第４バルブ１０〜１３の弁体３１が弁座３２の表面に冷媒２１の表面張力によって密着し、冷媒蒸気のリークを防ぐことができた。
【００９８】
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の実施形態では、２つの吸着器１、２を設けるようにしているが、これに限られるものではなく、１つの吸着器を設けるだけでも良いし、３つ以上の吸着器を設けるようにしても良い。つまり、１又は複数の吸着器を備える吸着式ヒートポンプに本発明を適用することができ、吸着式ヒートポンプの構成は、上述の実施形態のものに限られるものではない。少なくとも、吸着式ヒートポンプは、吸着器室と蒸発器室とを接続する流路、及び、吸着器室と凝縮器室とを接続する流路に、これらの流路を開閉するバルブを備え、そのバルブが、気相の冷媒の圧力差によって開閉する弁体と、弁座と、弁座を加熱又は冷却するための加熱・冷却手段とを備えるものであれば良い。実際にサーバーなどの電子機器からの廃熱を利用する場合、継続的に吸着器による吸熱処理をしなければならないため、複数台の吸着器、可能であれば３台以上の吸着器を、吸着工程と脱着工程のタイミングをずらして同時に作動させるのが好ましい。なお、通常、蒸発器は一台で、複数台の吸着器と真空バルブ（圧力分離装置）を介して接続される。同様に、凝縮器も一台で、複数台の吸着器と真空バルブ（圧力分離装置）を介して接続される。
【００９９】
また、上述の実施形態では、第１〜第４バルブ１０〜１３を、同一の圧力差駆動式バルブとしているが、これに限られるものではない。例えば、吸着式ヒートポンプに備えられる少なくとも一つのバルブが、上述の実施形態の構成を有する圧力差駆動式バルブであれば良い。
また、上述の実施形態では、第１〜第４バルブ１０〜１３を、シート状の弁体３１の全体が浮上するバルブ構造としているが、これに限られるものではなく、シート状の弁体３１の少なくとも一部が浮上するバルブ構造とすれば良い。例えば図１３（Ａ）に示すように、シート状の弁体３１の一方の側のみ（４辺のうちの１辺のみ）を弁座３２に取り付け、圧力差によって、シート状の弁体３１の弁座３２に取り付けられた部分以外の部分が浮上するバルブ構造にしても良い。この場合、図１３（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、弁座３２を加熱又は冷却するための加熱・冷却手段３４として、温水又は冷却水を流すために弁座３２に設けられる弁座用配管３５は、シート状の弁体３１が取り付けられている弁座３２の１辺以外の３辺に沿うように設ければ良い。このような配管３５を有する弁座３２は、例えば図１３（Ｅ）に示すように、配管３５を設置するための溝３２Ｘを有し、開口部３２Ｙを有する２つの環状部材３２Ａ、３２Ｂを用意し、弁座用配管３５を間に挟んで、これらを貼り付けることによって作製することができる。なお、上述の実施形態のものも同様にして作製することができる。
【０１００】
また、上述の実施形態及び変形例では、第１〜第４のバルブ１０〜１３を、シート状の弁体３１と、開口部を有する弁座３２とによって構成されるものとしているが、例えば弁座の開口部にはこれを仕切るリブを格子状に設けても良い。また、例えば、弁座の開口部に、複数の孔を有するプレート状部材、あるいは、ハニカム状に孔を有するプレート状部材を設けても良い。例えばシート状の弁体としてフィルム状の弁体を用いる場合には、フィルム状の弁体がたわんでしまうのを防止するために、弁座の開口部にこれを仕切るリブを格子状に設けたり、複数の孔を有するプレート状部材を設けたり、ハニカム状に孔を有するプレート状部材を設けたりするのが好ましい。
【０１０１】
また、上述の実施形態では、吸着式ヒートポンプを例えばサーバーなどの電子機器を含む情報処理システムに備えられるものとして説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、他の電子機器を備える装置又はシステム、発熱体を備える装置又はシステムなどに備えられるものとしても良い。
【符号の説明】
【０１０２】
１  第１吸着器
１Ｘ  第１吸着器室
２  第２吸着器
２Ｘ  第２吸着器室
３  蒸発器
３Ｘ  蒸発器室
４  凝縮器
４Ｘ  凝縮器室
５  第１流路
６  第２流路
７  第３流路
８  第４流路
９  第５流路
１０  第１バルブ
１１  第２バルブ
１２  第３バルブ
１３  第４バルブ
２０  吸着剤
２１  冷媒
２１Ｘ  気相の冷媒
２１Ｙ  液相の冷媒
２２、２３  吸着器用配管
２４  冷却水
２５  温水
２６  蒸発器用配管
２７  冷熱用循環水
２８  凝縮器用配管
２９  冷却水
３０  ヒートポンプ
３１  弁体
３２  弁座
３２Ａ、３２Ｂ  環状部材
３２Ｘ  溝
３２Ｙ  開口部
３３  ガイドピン
３４  加熱・冷却手段
３５  弁座用配管
４０  仕切壁
４０Ａ  開口部
４１  断熱材
５０  制御手段
５１  バルブ
５２  第１センサ
５３  第２センサ
６０  電子機器
６１  ＣＰＵ
６２  コールドプレート
６３  空調機器（ドライコイル）
６４  ファン
６５  クーリングタワー
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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