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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-08
(45)【発行日】2022-11-16
(54)【発明の名称】冷熱生成方法
(51)【国際特許分類】
F25B 27/00 20060101AFI20221109BHJP
F25B 17/08 20060101ALI20221109BHJP
F25B 35/04 20060101ALI20221109BHJP
F24S 80/60 20180101ALI20221109BHJP
F24S 10/95 20180101ALI20221109BHJP
F24S 70/225 20180101ALI20221109BHJP
【ＦＩ】
F25B27/00 L
F25B17/08 Z
F25B35/04
F24S80/60
F24S10/95
F24S70/225
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020104038
(22)【出願日】2020-06-16
(65)【公開番号】P2021196129
(43)【公開日】2021-12-27
【審査請求日】2021-09-29
(73)【特許権者】
【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】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】釘本 恒
(72)【発明者】
【氏名】廣田 靖樹
(72)【発明者】
【氏名】小宅 教文
【審査官】庭月野 恭
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０１１８２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５８－０１３４４５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００４－１０８７４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０１４３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－０４７９７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６０－１０１６５９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００５－１６４１２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－０４９４４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－３２４５７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－１１７７４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５３００５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５２６９８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０８９９３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１１８２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０８０１４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５２７５００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２５Ｂ ２７／００
Ｆ２５Ｂ １７／０８
Ｆ２５Ｂ ３５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸着質が蒸発して冷熱を生成する蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した前記吸着質を吸着する第一吸着材を含む第一吸着器と、
前記第一吸着材から脱着した前記吸着質を吸着する第二吸着材を含む第二吸着器と、
前記第二吸着器を加熱する加熱源であって、太陽光を吸収して昇温する集熱板と、前記太陽光を前記集熱板に集光する集光器及び前記集熱板からの放射熱を断熱する断熱材の少なくとも一方の昇温補助手段とを含み、前記太陽光により前記集熱板を１６０℃以上に昇温可能な太陽光集熱器と、
前記第一吸着器をバイパスして前記蒸発器と前記第二吸着器とを接続するバイパス配管と、
を備える、吸着式ヒートポンプシステムを用い、
前記第一吸着材で前記吸着質を吸着することにより前記蒸発器で前記吸着質を蒸発させて冷熱を生成させる工程と、
前記第二吸着材で前記吸着質を吸着することにより前記第一吸着材から前記吸着質を脱着させて冷熱を生成させる工程と、
を交互に複数回繰り返した後、
前記太陽光集熱器で前記第二吸着材を加熱して前記吸着質を脱着させることにより前記第二吸着材を再生させる工程と、
前記第二吸着材を再生させる工程の前に、前記蒸発器から前記バイパス配管を通じて前記第二吸着器に導入された前記吸着質を前記第二吸着材で吸着する工程と、
を含む、冷熱生成方法。
【請求項2】
前記第二吸着器の吸着容量が前記第一吸着器の吸着容量よりも大きい請求項１に記載の冷熱生成方法。
【請求項3】
前記蒸発器が、前記第二吸着材から脱着した前記吸着質が前記バイパス配管を通じて前記蒸発器に導入された前記吸着質を凝縮する凝縮器を兼ねる、請求項１又は請求項２に記載の冷熱生成方法。
【請求項4】
前記吸着式ヒートポンプシステムが、前記蒸発器の熱交換を行う熱交換器、前記第一吸着材の熱交換を行う熱交換器、及び前記第二吸着材の熱交換を行う熱交換器からなる群より選ばれる少なくとも１つの熱交換器を備える請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の冷熱生成方法。
【請求項5】
前記太陽光集熱器が、熱交換器、熱交換流体、液送ポンプ及びヒートパイプからなる群より選ばれる少なくとも１つの伝熱手段を介して前記第二吸着材を加熱する請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の冷熱生成方法。
【請求項6】
前記集熱板と前記第二吸着材とが、前記断熱材を含む同一の断熱構造内に配置されている請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の冷熱生成方法。
【請求項7】
前記太陽光集熱器が、前記断熱材として、前記集熱板に前記太陽光を選択的に透過する選択透過材料を含み、かつ、前記集熱板として、前記選択透過材料を透過した前記太陽光を選択的に吸収する選択吸収材料を含む、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の冷熱生成方法。
【請求項8】
前記選択透過材料は、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均透過率が８０％以上、かつ、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ／Ｋ以下であり、前記選択吸収材料は、前記太陽光領域における平均吸収率が８０％以上であり、波長２．５μｍ超～２０μｍの放射光領域において前記選択透過材料の透過率が２０％以上となる波長帯における平均放射率が６０％以下である請求項７に記載の冷熱生成方法。
【請求項9】
前記第一吸着材がメソポーラスシリカ、Ａｌ－ＭＯＦ及びＺｒ－ＭＯＦからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、前記第二吸着材がゼオライトである請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の冷熱生成方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、吸着式ヒートポンプシステム及び冷熱生成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
シリカゲル、ゼオライト等の吸着材と、水、アンモニア等の吸着質との吸脱着現象を繰り返して熱エネルギーに変換することでエアコン、冷蔵、冷凍などに利用する吸着式ヒートポンプが知られている。
例えば、非特許文献１では、ゼオライト系の吸着材を用いて水蒸気の吸脱着を行い、ソーラーコレクターで６０～７５℃程度に加熱した温水を利用して吸着材の脱着を行う吸着式冷凍機が開示されている。
例えば、非特許文献１では、ゼオライト系の吸着材を用いて水蒸気の吸脱着を行い、ソーラーコレクターで６０～７５℃程度に加熱した温水を利用して吸着材の脱着を行う吸着式冷凍機が開示されている。
【0003】
また、特許文献１では、蒸発器、第一吸着器、第二吸着器を備え、第一吸着器で吸着質を吸着して蒸発器で冷熱を生成し、第一吸着器で吸着した吸着質を第二吸着器で吸着して第一吸着器で冷熱を生成する吸着式ヒートポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第６０６５８８２号
【非特許文献】
【0005】
【文献】日本機械学会誌 2010. 1 Vol. 113 No.1094
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
非特許文献１に開示されている吸着式冷凍機は、蒸発器からの水蒸気を吸着材で吸着した後、温水によって脱着した水蒸気を凝縮して液体（水）とし、凝縮された水を再度蒸発器に戻す、いわば単段吸着式ヒートポンプである。
一方、特許文献１に開示されているような複数の吸着器を用いて複数回（多段階）の吸脱着を行う多段吸着式ヒートポンプであれば、単段吸着式ヒートポンプよりも効率化を図ることができる。
一方、特許文献１に開示されているような複数の吸着器を用いて複数回（多段階）の吸脱着を行う多段吸着式ヒートポンプであれば、単段吸着式ヒートポンプよりも効率化を図ることができる。
【0007】
しかし、多段式ヒートポンプでは、後段の吸着器は前段の吸着器よりも吸着質に対する吸着力が高い吸着材を用いる必要があり、再生（脱着）にはより高温の熱源が必要である。例えば、非特許文献１に開示されているようなソーラーコレクターで６０～７５℃に加熱した温水では後段の吸着材から吸着質を脱着させることが困難である。
また、例えば吸着材を電気等で加熱して脱着させることは、そもそも吸着式ヒートポンプが持つ省エネルギーの利点を妨げることになる。
また、例えば吸着材を電気等で加熱して脱着させることは、そもそも吸着式ヒートポンプが持つ省エネルギーの利点を妨げることになる。
【0008】
本開示は、太陽光を利用して高効率に冷熱生成を行うことができる吸着式ヒートポンプシステム及び冷熱生成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
＜１＞ 吸着質が蒸発して冷熱を生成する蒸発器と、
前記蒸発器で蒸発した前記吸着質を吸着する第一吸着材を含む第一吸着器と、
前記第一吸着材から脱着した前記吸着質を吸着する第二吸着材を含む第二吸着器と、
前記第二吸着器を加熱する加熱源であって、太陽光を吸収して昇温する集熱板と、前記太陽光を前記集熱板に集光する集光器及び前記集熱板からの放射熱を断熱する断熱材の少なくとも一方の昇温補助手段とを含み、前記太陽光により前記集熱板を１６０℃以上に昇温可能な太陽光集熱器と、
を備える、吸着式ヒートポンプシステム。
＜２＞ 前記第二吸着器の吸着容量が前記第一吸着器の吸着容量よりも大きい＜１＞に記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜３＞ 前記第一吸着器をバイパスして前記蒸発器と前記第二吸着器とを接続するバイパス配管を備え、前記蒸発器が、前記第二吸着材から脱着した前記吸着質が前記バイパス配管を通じて前記蒸発器に導入された前記吸着質を凝縮する凝縮器を兼ねる、＜１＞又は＜２＞に記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜４＞ 前記蒸発器の熱交換を行う熱交換器、前記第一吸着材の熱交換を行う熱交換器、及び前記第二吸着材の熱交換を行う熱交換器からなる群より選ばれる少なくとも１つの熱交換器を備える＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜５＞ 前記太陽光集熱器が、熱交換器、熱交換流体、液送ポンプ及びヒートパイプからなる群より選ばれる少なくとも１つの伝熱手段を介して前記第二吸着材を加熱する＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜６＞ 前記集熱板と前記第二吸着材とが、前記断熱材を含む同一の断熱構造内に配置されている＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜７＞ 前記太陽光集熱器が、前記断熱材として、前記集熱板に前記太陽光を選択的に透過する選択透過材料を含み、かつ、前記集熱板として、前記選択透過材料を透過した前記太陽光を選択的に吸収する選択吸収材料を含む、二重光学断熱構造を有する＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜８＞ 前記選択透過材料は、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均透過率が８０％以上、かつ、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ／Ｋ以下であり、
前記選択吸収材料は、前記太陽光領域における平均吸収率が８０％以上であり、波長２．５μｍ超～２０μｍの放射光領域において前記選択透過材料の透過率が２０％以上となる波長帯における平均放射率が６０％以下である＜７＞に記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜９＞ 前記第一吸着材がメソポーラスシリカ、Ａｌ－ＭＯＦ及びＺｒ－ＭＯＦからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、前記第二吸着材がゼオライトである＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜１０＞ ＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステムを用い、
前記第一吸着材で前記吸着質を吸着することにより前記蒸発器で前記吸着質を蒸発させて冷熱を生成させる工程と、
前記第二吸着材で前記吸着質を吸着することにより前記第一吸着材から前記吸着質を脱着させて冷熱を生成させる工程と、
を交互に複数回繰り返した後、
前記太陽光集熱器で前記第二吸着材を加熱して前記吸着質を脱着させることにより前記第二吸着材を再生させる工程を含む、冷熱生成方法。
＜１１＞ 前記吸着式ヒートポンプシステムが＜３＞に記載の前記バイパス配管を備え、前記第二吸着材を再生させる工程の前に、前記蒸発器から前記バイパス配管を通じて前記第二吸着器に導入された前記吸着質を前記第二吸着材で吸着する工程を含む＜１０＞に記載の冷熱生成方法。
前記蒸発器で蒸発した前記吸着質を吸着する第一吸着材を含む第一吸着器と、
前記第一吸着材から脱着した前記吸着質を吸着する第二吸着材を含む第二吸着器と、
前記第二吸着器を加熱する加熱源であって、太陽光を吸収して昇温する集熱板と、前記太陽光を前記集熱板に集光する集光器及び前記集熱板からの放射熱を断熱する断熱材の少なくとも一方の昇温補助手段とを含み、前記太陽光により前記集熱板を１６０℃以上に昇温可能な太陽光集熱器と、
を備える、吸着式ヒートポンプシステム。
＜２＞ 前記第二吸着器の吸着容量が前記第一吸着器の吸着容量よりも大きい＜１＞に記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜３＞ 前記第一吸着器をバイパスして前記蒸発器と前記第二吸着器とを接続するバイパス配管を備え、前記蒸発器が、前記第二吸着材から脱着した前記吸着質が前記バイパス配管を通じて前記蒸発器に導入された前記吸着質を凝縮する凝縮器を兼ねる、＜１＞又は＜２＞に記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜４＞ 前記蒸発器の熱交換を行う熱交換器、前記第一吸着材の熱交換を行う熱交換器、及び前記第二吸着材の熱交換を行う熱交換器からなる群より選ばれる少なくとも１つの熱交換器を備える＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜５＞ 前記太陽光集熱器が、熱交換器、熱交換流体、液送ポンプ及びヒートパイプからなる群より選ばれる少なくとも１つの伝熱手段を介して前記第二吸着材を加熱する＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜６＞ 前記集熱板と前記第二吸着材とが、前記断熱材を含む同一の断熱構造内に配置されている＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜７＞ 前記太陽光集熱器が、前記断熱材として、前記集熱板に前記太陽光を選択的に透過する選択透過材料を含み、かつ、前記集熱板として、前記選択透過材料を透過した前記太陽光を選択的に吸収する選択吸収材料を含む、二重光学断熱構造を有する＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜８＞ 前記選択透過材料は、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均透過率が８０％以上、かつ、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ／Ｋ以下であり、
前記選択吸収材料は、前記太陽光領域における平均吸収率が８０％以上であり、波長２．５μｍ超～２０μｍの放射光領域において前記選択透過材料の透過率が２０％以上となる波長帯における平均放射率が６０％以下である＜７＞に記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜９＞ 前記第一吸着材がメソポーラスシリカ、Ａｌ－ＭＯＦ及びＺｒ－ＭＯＦからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、前記第二吸着材がゼオライトである＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステム。
＜１０＞ ＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の吸着式ヒートポンプシステムを用い、
前記第一吸着材で前記吸着質を吸着することにより前記蒸発器で前記吸着質を蒸発させて冷熱を生成させる工程と、
前記第二吸着材で前記吸着質を吸着することにより前記第一吸着材から前記吸着質を脱着させて冷熱を生成させる工程と、
を交互に複数回繰り返した後、
前記太陽光集熱器で前記第二吸着材を加熱して前記吸着質を脱着させることにより前記第二吸着材を再生させる工程を含む、冷熱生成方法。
＜１１＞ 前記吸着式ヒートポンプシステムが＜３＞に記載の前記バイパス配管を備え、前記第二吸着材を再生させる工程の前に、前記蒸発器から前記バイパス配管を通じて前記第二吸着器に導入された前記吸着質を前記第二吸着材で吸着する工程を含む＜１０＞に記載の冷熱生成方法。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、太陽光を利用して高効率に冷熱生成を行うことができる吸着式ヒートポンプシステム及び冷熱生成方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の第一実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。
【図2】第一実施形態の吸着式ヒートポンプシステムにおける太陽光集熱器の構成の一例を示す概略図である。
【図3】本開示の吸着式ヒートポンプシステムにおける太陽光集熱器に使用することができる選択透過材料と選択吸収材料の光学特性の関係の一例を示す図である。
【図4A】真空容器内に選択透過材料と選択吸収材料を重ねた２重光学断熱構造とした集熱器を用いて太陽光による昇温実験を行った結果を示すグラフである。
【図4B】真空容器内に選択透過材料と選択吸収材料を重ねた２重光学断熱構造とした集熱器を用いて太陽光による昇温実験を行った装置構成を示す概略図である。
【図5】ソーラーシミュレーションにおいて昇温手段の構成を変えた場合の最高到達温度を示すグラフである。
【図6】本開示の第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。
【図7】第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムにおける集熱・第二吸着器（太陽光集熱器の一例）の構成を示す概略図である。
【図9A】本開示の第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの蓄熱モードにおける水蒸気及び熱交換流体の流れを示す概略図である。
【図9B】本開示の第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの１段目出力モードにおける水蒸気及び熱交換流体の流れを示す概略図である。
【図9C】本開示の第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの２段目出力モードにおける水蒸気及び熱交換流体の流れを示す概略図である。
【図10】蒸発器及び吸着器の各温度変化のシミュレーションに用いた単段吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。
【図12】蒸発器及び吸着器の各温度変化のシミュレーションに用いた多段吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。
【図15】単段吸着式ヒートポンプシステムのシミュレーション結果と多段吸着式ヒートポンプシステムのシミュレーション結果に基づく冷房出力を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示に係る吸着式ヒートポンプシステム及び冷熱生成方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本開示に係る吸着式ヒートポンプシステムは、吸着質が蒸発して冷熱を生成する蒸発器と、蒸発器で蒸発した吸着質を吸着する第一吸着材を含む第一吸着器と、第一吸着材から脱着した吸着質を吸着する第二吸着材を含む第二吸着器とを備える。さらに、本開示に係る吸着式ヒートポンプシステムは、第二吸着器を加熱する加熱源として、太陽光を吸収して昇温する集熱板と、太陽光を集熱板に集光する集光器及び集熱板からの放射熱を断熱する断熱材の少なくとも一方の昇温補助手段とを含み、太陽光により集熱板を１６０℃以上に昇温可能な太陽光集熱器を備える。
このような構成を有する本開示に係る吸着式ヒートポンプシステムでは、第一吸着材で吸着質を吸着することにより蒸発器で吸着質が蒸発して冷熱を生成し、第二吸着材で吸着質を吸着することにより第一吸着材から吸着質が脱着して冷熱を生成し、太陽光集熱器で第二吸着材を加熱して吸着質を脱着させることにより第二吸着材が再生する。
本開示に係る吸着式ヒートポンプシステムは、吸着質が蒸発して冷熱を生成する蒸発器と、蒸発器で蒸発した吸着質を吸着する第一吸着材を含む第一吸着器と、第一吸着材から脱着した吸着質を吸着する第二吸着材を含む第二吸着器とを備える。さらに、本開示に係る吸着式ヒートポンプシステムは、第二吸着器を加熱する加熱源として、太陽光を吸収して昇温する集熱板と、太陽光を集熱板に集光する集光器及び集熱板からの放射熱を断熱する断熱材の少なくとも一方の昇温補助手段とを含み、太陽光により集熱板を１６０℃以上に昇温可能な太陽光集熱器を備える。
このような構成を有する本開示に係る吸着式ヒートポンプシステムでは、第一吸着材で吸着質を吸着することにより蒸発器で吸着質が蒸発して冷熱を生成し、第二吸着材で吸着質を吸着することにより第一吸着材から吸着質が脱着して冷熱を生成し、太陽光集熱器で第二吸着材を加熱して吸着質を脱着させることにより第二吸着材が再生する。
【0013】
［第一実施形態］
図１は、本開示の第一実施形態のヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。第一実施形態の吸着式ヒートポンプシステムは、集熱器１０、蒸発器と凝縮器を兼ねた蒸発・凝縮器２０、第一吸着器３０、第二吸着器４０を備えている。また、集熱器１０、蒸発・凝縮器２０、第一吸着器３０、第二吸着器４０にはそれぞれ熱交換流体によって外部と熱交換を行うための熱交換器１２，２２，３２，４２が設けられている。
図１は、本開示の第一実施形態のヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。第一実施形態の吸着式ヒートポンプシステムは、集熱器１０、蒸発器と凝縮器を兼ねた蒸発・凝縮器２０、第一吸着器３０、第二吸着器４０を備えている。また、集熱器１０、蒸発・凝縮器２０、第一吸着器３０、第二吸着器４０にはそれぞれ熱交換流体によって外部と熱交換を行うための熱交換器１２，２２，３２，４２が設けられている。
【0014】
（蒸発・凝縮器）
蒸発・凝縮器２０は、蒸発器としての機能と、凝縮器としての機能とを併せ持っている。蒸発・凝縮器２０に収容されている液体状の吸着質は、蒸発・凝縮器２０の内部における気体の圧力が低下（減圧）した場合や、液体（液体状の吸着質）の温度が上昇（加熱）した場合に吸着質が蒸発し、その際に冷熱が生成される。また、外部から蒸発・凝縮器２０に導入された気体状の吸着質が熱エネルギーを奪われることで吸着質が凝縮される。なお、吸着質としては、水、アンモニア、アルコールなど公知の吸着質を用いることができる。
蒸発・凝縮器２０は接続配管５０Ｂで第一吸着器３０と接続されている。接続配管５０Ｂに設けられている開閉弁６０Ｂの開弁により、蒸発・凝縮器２０と第一吸着器３０との間で吸着質が移動可能となっている。
また、蒸発・凝縮器２０には、熱交換流体により熱交換を行うための熱交換器２２が設けられている。蒸発・凝縮器２０で生成した冷熱は、熱交換器２２に連結する接続管２４Ａ，２４Ｂを流れる熱交換流体を介して外部に伝達することが可能である。また、蒸発・凝縮器２０に導入された気体状の吸着質を、熱交換器２２で冷却して凝縮させることも可能である。
蒸発・凝縮器２０は、蒸発器としての機能と、凝縮器としての機能とを併せ持っている。蒸発・凝縮器２０に収容されている液体状の吸着質は、蒸発・凝縮器２０の内部における気体の圧力が低下（減圧）した場合や、液体（液体状の吸着質）の温度が上昇（加熱）した場合に吸着質が蒸発し、その際に冷熱が生成される。また、外部から蒸発・凝縮器２０に導入された気体状の吸着質が熱エネルギーを奪われることで吸着質が凝縮される。なお、吸着質としては、水、アンモニア、アルコールなど公知の吸着質を用いることができる。
蒸発・凝縮器２０は接続配管５０Ｂで第一吸着器３０と接続されている。接続配管５０Ｂに設けられている開閉弁６０Ｂの開弁により、蒸発・凝縮器２０と第一吸着器３０との間で吸着質が移動可能となっている。
また、蒸発・凝縮器２０には、熱交換流体により熱交換を行うための熱交換器２２が設けられている。蒸発・凝縮器２０で生成した冷熱は、熱交換器２２に連結する接続管２４Ａ，２４Ｂを流れる熱交換流体を介して外部に伝達することが可能である。また、蒸発・凝縮器２０に導入された気体状の吸着質を、熱交換器２２で冷却して凝縮させることも可能である。
【0015】
（第一吸着器）
第一吸着器３０は、吸着質を吸脱着することが可能な第一吸着材を含んでいる。第一吸着材としては、例えば、メソポーラスシリカ、Ａｌ－ＭＯＦ及びＺｒ－ＭＯＦなどを用いることができる。Ｚｒ－ＭＯＦとしては、例えばＭＯＦ－８０１が挙げられる。
第一吸着器３０は、接続配管５０Ｃを介して第二吸着器４０と接続されている。接続配管５０Ｃに設けられている開閉弁６０Ｃの開弁により、第一吸着器３０と第二吸着器４０との間で吸着質が移動可能となっている。
また、第一吸着器３０には、熱交換流体により熱交換を行うための熱交換器３２が設けられている。第一吸着器３０で生成した熱は、熱交換器３２に連結する接続管３４Ａ，３４Ｂを流れる熱交換流体を介して外部に伝達することが可能である。
第一吸着器３０は、吸着質を吸脱着することが可能な第一吸着材を含んでいる。第一吸着材としては、例えば、メソポーラスシリカ、Ａｌ－ＭＯＦ及びＺｒ－ＭＯＦなどを用いることができる。Ｚｒ－ＭＯＦとしては、例えばＭＯＦ－８０１が挙げられる。
第一吸着器３０は、接続配管５０Ｃを介して第二吸着器４０と接続されている。接続配管５０Ｃに設けられている開閉弁６０Ｃの開弁により、第一吸着器３０と第二吸着器４０との間で吸着質が移動可能となっている。
また、第一吸着器３０には、熱交換流体により熱交換を行うための熱交換器３２が設けられている。第一吸着器３０で生成した熱は、熱交換器３２に連結する接続管３４Ａ，３４Ｂを流れる熱交換流体を介して外部に伝達することが可能である。
【0016】
（第二吸着器）
第二吸着器４０は、吸着質を吸脱着することができる第二吸着材を含んでいる。第二吸着器４０の第二吸着材は、接続配管５０Ｃを通じて第一吸着器３０から移動する吸着質を吸着することで第一吸着材から吸着質の脱着を促し、第一吸着器３０の第一吸着材よりも高い再生温度の熱で吸着質が脱着する材料が選択される。第二吸着材は、１６０℃以上で加熱されることで吸着質が脱着される吸着材が好ましい。第二吸着材としては、例えば、Ｙ型ゼオライトなどのゼオライトを好適に用いることができる。
第二吸着器４０は、第一吸着器３０をバイパスするバイパス配管５０Ａで蒸発・凝縮器２０と接続されている。バイパス配管５０Ａに設けられているバイパス開閉弁６０Ａの開弁により、第二吸着器４０と蒸発・凝縮器２０との間で吸着質が移動可能となっている。このような第二吸着器４０と蒸発・凝縮器２０とを接続するバイパス配管５０Ａを設けて、第二吸着器４０で脱着された吸着質を蒸発・凝縮器２０に移動させることで、第二吸着器（第二吸着材）の再生を簡易に行うことができる。また、蒸発・凝縮器２０の吸着質をバイパス配管５０Ａを通じて第二吸着器４０に移動させて第二吸着材で吸着させることもできる。
また、第二吸着器４０には、熱交換流体により熱交換を行うための熱交換器４２が設けられている。第二吸着器４０で生成した熱は、熱交換器４２に連結する接続管４４Ａ，４４Ｂを流れる熱交換流体を介して外部に伝達することが可能である。
第二吸着器４０は、吸着質を吸脱着することができる第二吸着材を含んでいる。第二吸着器４０の第二吸着材は、接続配管５０Ｃを通じて第一吸着器３０から移動する吸着質を吸着することで第一吸着材から吸着質の脱着を促し、第一吸着器３０の第一吸着材よりも高い再生温度の熱で吸着質が脱着する材料が選択される。第二吸着材は、１６０℃以上で加熱されることで吸着質が脱着される吸着材が好ましい。第二吸着材としては、例えば、Ｙ型ゼオライトなどのゼオライトを好適に用いることができる。
第二吸着器４０は、第一吸着器３０をバイパスするバイパス配管５０Ａで蒸発・凝縮器２０と接続されている。バイパス配管５０Ａに設けられているバイパス開閉弁６０Ａの開弁により、第二吸着器４０と蒸発・凝縮器２０との間で吸着質が移動可能となっている。このような第二吸着器４０と蒸発・凝縮器２０とを接続するバイパス配管５０Ａを設けて、第二吸着器４０で脱着された吸着質を蒸発・凝縮器２０に移動させることで、第二吸着器（第二吸着材）の再生を簡易に行うことができる。また、蒸発・凝縮器２０の吸着質をバイパス配管５０Ａを通じて第二吸着器４０に移動させて第二吸着材で吸着させることもできる。
また、第二吸着器４０には、熱交換流体により熱交換を行うための熱交換器４２が設けられている。第二吸着器４０で生成した熱は、熱交換器４２に連結する接続管４４Ａ，４４Ｂを流れる熱交換流体を介して外部に伝達することが可能である。
【0017】
第一吸着器３０の第一吸着材と第二吸着器４０の第二吸着材の組み合わせは、第一吸着器で吸着質を脱着した後の第一平衡圧力に対し、脱着された吸着質を第二吸着器４０で吸着した後の第二平衡圧力が第一平衡圧力以下となる組み合わせであることが好ましい。このような組み合わせにより、第一吸着器３０で脱着された吸着質を第二吸着器４０で吸着させる動作を確実に行わせることが可能となる。
【0018】
また、第二吸着器４０の吸着容量が第一吸着器３０の吸着容量よりも大きいことが好ましい。第二吸着器４０の吸着容量が第一吸着器３０の吸着容量よりも大きいことで、第一吸着器３０の吸着質を確実に第二吸着器４０で吸着することが可能である。
なお、本開示における第一吸着材及び第二吸着材による吸着及び脱着の反応機構は限定されず、例えば、吸着質の飽和蒸気圧以下の圧力で吸着質と反応することで、系の圧力を飽和蒸気圧以下に下げることが可能であればよい。ここでいう反応には、物理吸着、化学吸着、吸収、化学反応等が含まれる。
なお、本開示における第一吸着材及び第二吸着材による吸着及び脱着の反応機構は限定されず、例えば、吸着質の飽和蒸気圧以下の圧力で吸着質と反応することで、系の圧力を飽和蒸気圧以下に下げることが可能であればよい。ここでいう反応には、物理吸着、化学吸着、吸収、化学反応等が含まれる。
【0019】
（太陽光集熱器）
太陽光集熱器１０（本開示において、単に「集熱器」と記す場合がある。）は、第二吸着器４０の第二吸着材を加熱して再生（脱着）させるための加熱源である。集熱器１０には、熱交換流体により熱交換を行うための熱交換器１２が設けられている。集熱器１０の熱交換器１２は、第二吸着器４０の熱交換器４２と接続管１４Ａ，１４Ｂによって接続されている。接続管１４Ａに設けられた開閉弁７０Ｄの開弁により、熱交換器１２，４２を流れる熱交換流体を介して集熱器１０の熱を第二吸着器４０に伝達することが可能である。熱交換器１２，４２を流れる熱交換流体としては公知の熱媒体を用いることができる。通常は沸点が低いオイル、例えばダウサム（Dowtherm：登録商標）Ａ（ビフェニルとジフェニルエーテルとの３：７混合物）などを用いることができる。
太陽光集熱器１０（本開示において、単に「集熱器」と記す場合がある。）は、第二吸着器４０の第二吸着材を加熱して再生（脱着）させるための加熱源である。集熱器１０には、熱交換流体により熱交換を行うための熱交換器１２が設けられている。集熱器１０の熱交換器１２は、第二吸着器４０の熱交換器４２と接続管１４Ａ，１４Ｂによって接続されている。接続管１４Ａに設けられた開閉弁７０Ｄの開弁により、熱交換器１２，４２を流れる熱交換流体を介して集熱器１０の熱を第二吸着器４０に伝達することが可能である。熱交換器１２，４２を流れる熱交換流体としては公知の熱媒体を用いることができる。通常は沸点が低いオイル、例えばダウサム（Dowtherm：登録商標）Ａ（ビフェニルとジフェニルエーテルとの３：７混合物）などを用いることができる。
【0020】
図２は、本実施形態の吸着式ヒートポンプシステムにおける太陽光集熱器１０の一例を示す概略図である。図２に示す太陽光集熱器１０Ａは、太陽光が透過する窓５６、太陽光を選択的に透過する選択透過材料５８、集光板として太陽光を選択的に吸収する選択吸収材料４８、断熱材９２などを備えている。
本開示において「太陽光を選択的に透過する」とは、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均透過率が８０％以上であることが好ましく、「太陽光を選択的に吸収する」とは、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均吸収率が８０％以上であることが好ましい。
本開示において「太陽光を選択的に透過する」とは、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均透過率が８０％以上であることが好ましく、「太陽光を選択的に吸収する」とは、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均吸収率が８０％以上であることが好ましい。
【0021】
選択透過材料５８は、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均透過率が８０％以上であり、かつ、選択吸収材料から放出される熱に対する断熱性が高いことが好ましい。選択透過材料５８は、具体的には、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均透過率が８０％以上、かつ、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ／Ｋ以下であることが好ましい。選択透過材料５８として、光透過性及び断熱性の観点から、例えば、シリカエアロゲル、ＰＭＳＱエアロゲルなどのエアロゲル、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などの透明樹脂を好適に用いることができる。
【0022】
選択吸収材料４８は、太陽光をできるだけ吸収して熱エネルギーに変換する観点から、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均吸収率が８０％以上である材料が好ましい。例えば、ＴｉＮＯＸ（登録商標）などの多層膜で波長選択性を発現する材料、ブラックＮｉ、ブラックＣｒ、ブックＣｕなどの単一材料又は複合材料の物性によって波長選択性を発現する材料、表面の微細構造によって波長選択性を発現する材料が挙げられる。
【0023】
また、集熱器１０における断熱性を高めるため、選択吸収材料４８は、太陽光の吸収率が高いだけでなく、選択透過材料５８が透過し易い波長帯の放射率が低いことが好ましい。具体的には、選択吸収材料４８は、波長０．３μｍ～２．５μｍの太陽光領域における平均吸収率が８０％以上であり、波長２．５μｍ超～２０μｍの放射光領域において選択透過材料５８の透過率が２０％以上となる波長帯が存在する場合に、この波長帯における平均放射率が６０％以下であることが好ましい。選択吸収材料４８として、太陽光吸収率が高く、赤外光放射率が低い観点から、特にＴｉＮＯＸ（登録商標）を好適に用いることができる。
【0024】
選択吸収材料４８の背面側（太陽光を受光する側とは反対側）には、伝熱部９４及び断熱材９２が配置されている。
断熱材９２よりも伝熱部９４の方が熱伝導率が高ければよい、断熱材９２としては、石英繊維フィルタ、エアロゲルなどが挙げられる。伝熱部９４としては、ヒートパイプ、金属などが挙げられる。
断熱材９２よりも伝熱部９４の方が熱伝導率が高ければよい、断熱材９２としては、石英繊維フィルタ、エアロゲルなどが挙げられる。伝熱部９４としては、ヒートパイプ、金属などが挙げられる。
【0025】
選択透過材料５８、選択吸収材料４８、伝熱部９４、断熱材９２は、窓５６とステンレス製の筐体９０の内部に収容されている。また、選択透過材料５８、選択吸収材料４８、伝熱部９４、断熱材９２の周囲には、真空環境を構築するための真空断熱部９８が設けられている。
太陽光集熱器１０Ａの背面側（受光面とは反対側）には熱交換器１２が設けられている。太陽光集熱器１０Ａの伝熱部９４の熱交換流体接触部９６が、熱交換器１２の内部にて熱交換流体と接触するように構成されている。
太陽光集熱器１０Ａの背面側（受光面とは反対側）には熱交換器１２が設けられている。太陽光集熱器１０Ａの伝熱部９４の熱交換流体接触部９６が、熱交換器１２の内部にて熱交換流体と接触するように構成されている。
【0026】
窓５６及び選択透過材料５８を透過した太陽光は、選択吸収材料４８に吸収され、熱エネルギーに変換されて昇温する。選択透過材料５８としてシリカエアロゲルを用いれば、太陽光が透過するとともに、昇温した選択吸収材料４８からの放射熱が効果的に遮断され、受光面側には放熱されにくい。上記のような光学特性を有する選択透過材料５８と選択吸収材料４８の組み合わせにより、いわば２重光学断熱構造が構築される。
【0027】
伝熱部９４の背面側には断熱材９２が配置されており、外周は真空断熱となっている。このような断熱構造により、選択吸収材料４８は、太陽光のみで１６０℃以上に昇温することが可能である。選択吸収材料４８で生成された熱は、伝熱部９４に効率的に伝熱され、さらに熱交換流体接触部９６を介して熱交換器１２内の熱交換流体を介して外部、すなわち、第二吸着器４０に伝熱される。
なお、集熱器１０から第二吸着器４０への伝熱手段は限定されず、熱交換器、熱交換流体、液送ポンプ及びヒートパイプなどから選択することができる。
なお、集熱器１０から第二吸着器４０への伝熱手段は限定されず、熱交換器、熱交換流体、液送ポンプ及びヒートパイプなどから選択することができる。
【0028】
図３は、選択透過材料と選択吸収材料の光学特性の関係の一例を示す図である。太陽光透過率が０．９、赤外光透過率が０．１である選択透過材料５８と、太陽光吸収率が０．９、赤外光放射率が０．１である選択吸収材料４８とを組み合わせた２重光学断熱構造とした場合、太陽光１ｓｕｎのうち、０．９ｓｕｎが選択透過材料を透過し、選択吸収材料によって０．８１ｓｕｎが熱に変換される。さらに、選択吸収材料では赤外光が０．１ｂｌａｃｋ放射されるが、選択透過材料で赤外線透過が妨げられ、外部環境への放射ロスは０．０１ｂｌａｃｋに留まることになる。これにより放射ロスを１／１００程度に抑制することができる。また、このような２重光学断熱と真空断熱を組み合わせることで極めて効率的に昇温させることができる。
【0029】
図４Ａは、真空容器内に選択透過材料（シリカエアロゲル）と選択吸収材料（ＴｉＮＯＸ）を重ねた２重光学断熱構造とした集熱器を用いて太陽光による昇温実験を行った結果を示すグラフである。なお、実験に用いた集熱器は図４Ｂに示す概略構成を有しており、選択吸収材料（ＴｉＮＯＸ）の受光面側には選択透過材料（シリカエアロゲル）が配置され、背面側には断熱材として選択透過材料（シリカエアロゲル）とガラス繊維フィルタが配置されている。このような構成の集熱器では、太陽光を集光することなく、選択吸収材料付近では２７５℃まで昇温することが確認された（図４Ａ）。
【0030】
図５は、昇温手段の構成を下記のように変えてソーラーシミュレータによる昇温実験を行った場合の最高到達温度を示すグラフである。
構成番号１：黒色材料＋選択透過材料
構成番号２：選択吸収材料＋選択透過材料
構成番号３：選択吸収材料＋真空断熱
構成番号４：選択吸収材料＋選択透過材料＋真空断熱
ここで構成番号１における黒色材料はアルミ板を黒色の顔料塗料で塗装したものである。
いずれの手段でも１６０℃以上に昇温することができ、２重光学断熱（構成番号２）だけでも２３０℃程度まで昇温し、２重光学断熱によって効率的に高温に昇温させることができることが分かる。
構成番号１：黒色材料＋選択透過材料
構成番号２：選択吸収材料＋選択透過材料
構成番号３：選択吸収材料＋真空断熱
構成番号４：選択吸収材料＋選択透過材料＋真空断熱
ここで構成番号１における黒色材料はアルミ板を黒色の顔料塗料で塗装したものである。
いずれの手段でも１６０℃以上に昇温することができ、２重光学断熱（構成番号２）だけでも２３０℃程度まで昇温し、２重光学断熱によって効率的に高温に昇温させることができることが分かる。
【0031】
次に、図１に示す吸着式ヒートポンプシステム１００を用いて冷熱を生成する方法について説明する。以下において、「開弁」と明記した開閉弁以外の開閉弁は、閉弁されている。
【0032】
（蒸発・凝縮器における冷熱の生成）
蒸発・凝縮器２０に液状の吸着質を収容した状態で開閉弁６０Ｂを開弁することで、蒸発・凝縮器２０で蒸発した吸着質が接続配管５０Ｂを通じて第一吸着器３０に移動して第一吸着器３０で吸着される。第一吸着器３０における吸着により、蒸発・凝縮器２０は減圧される。減圧された蒸発・凝縮器２０では吸着質が蒸発し、蒸発潜熱によって冷熱を生成する。開閉弁７０Ａを開弁し、熱交換器２２に接続管２４Ａから室温の熱交換流体を供給して熱交換した後、接続管２４Ｂから排出することで、蒸発・凝縮器２０で生成した冷熱を外部に取り出すことができる。
一方、第一吸着器３０で吸着熱として生成した温熱は、熱交換器３２に室温の熱交換流体を供給して熱交換することで外部に取り出される。外部に取り出された温熱は、暖房などに利用してもよい。
なお、熱交換器２２における熱交換流体の供給及び排出は、例えば、接続管２４Ａ，２４Ｂを介してポンプ（不図示）で強制的に循環させ、ポンプ（不図示）を駆動することで開閉弁７０Ａを開く構成とすることができる。熱交換器３２，４２における熱交換流体の供給及び排出、並びに、開閉弁７０Ｂ，７０Ｃの開弁も同様の構成とすることができる。
蒸発・凝縮器２０に液状の吸着質を収容した状態で開閉弁６０Ｂを開弁することで、蒸発・凝縮器２０で蒸発した吸着質が接続配管５０Ｂを通じて第一吸着器３０に移動して第一吸着器３０で吸着される。第一吸着器３０における吸着により、蒸発・凝縮器２０は減圧される。減圧された蒸発・凝縮器２０では吸着質が蒸発し、蒸発潜熱によって冷熱を生成する。開閉弁７０Ａを開弁し、熱交換器２２に接続管２４Ａから室温の熱交換流体を供給して熱交換した後、接続管２４Ｂから排出することで、蒸発・凝縮器２０で生成した冷熱を外部に取り出すことができる。
一方、第一吸着器３０で吸着熱として生成した温熱は、熱交換器３２に室温の熱交換流体を供給して熱交換することで外部に取り出される。外部に取り出された温熱は、暖房などに利用してもよい。
なお、熱交換器２２における熱交換流体の供給及び排出は、例えば、接続管２４Ａ，２４Ｂを介してポンプ（不図示）で強制的に循環させ、ポンプ（不図示）を駆動することで開閉弁７０Ａを開く構成とすることができる。熱交換器３２，４２における熱交換流体の供給及び排出、並びに、開閉弁７０Ｂ，７０Ｃの開弁も同様の構成とすることができる。
【0033】
（第一吸着器における冷熱の生成）
第一吸着器３０で吸着が飽和状態となった場合、開閉弁６０Ｂを閉じ、開閉弁６０Ｃを開弁して第一吸着材の再生（脱着）を行う。
第二吸着器４０の第二吸着材は、第一吸着器３０の第一吸着材よりも吸着質に対する吸着力が高く、第二吸着材の吸着能力により、第一吸着器３０の第一吸着材に吸着されていた吸着質が脱着し、接続配管５０Ｃを通じて第二吸着器４０に移動して第二吸着器４０の第二吸着材に吸着される。これにより、第一吸着器３０は減圧される。そして、第一吸着器３０では脱着による冷熱が生成し、第一吸着材が再生される。開閉弁７０Ｂを開弁し、熱交換器３２に室温の熱交換流体を供給して熱交換を行うことで、第一吸着器３０から冷熱を取り出すことができる。
一方、第二吸着器４０で吸着熱として生成した温熱は、熱交換器４２に室温の熱交換流体を供給して熱交換を行うことで外部に取り出される。
第一吸着器３０で吸着が飽和状態となった場合、開閉弁６０Ｂを閉じ、開閉弁６０Ｃを開弁して第一吸着材の再生（脱着）を行う。
第二吸着器４０の第二吸着材は、第一吸着器３０の第一吸着材よりも吸着質に対する吸着力が高く、第二吸着材の吸着能力により、第一吸着器３０の第一吸着材に吸着されていた吸着質が脱着し、接続配管５０Ｃを通じて第二吸着器４０に移動して第二吸着器４０の第二吸着材に吸着される。これにより、第一吸着器３０は減圧される。そして、第一吸着器３０では脱着による冷熱が生成し、第一吸着材が再生される。開閉弁７０Ｂを開弁し、熱交換器３２に室温の熱交換流体を供給して熱交換を行うことで、第一吸着器３０から冷熱を取り出すことができる。
一方、第二吸着器４０で吸着熱として生成した温熱は、熱交換器４２に室温の熱交換流体を供給して熱交換を行うことで外部に取り出される。
【0034】
（第二吸着器による蒸発・凝縮器からの吸着質の吸着）
なお、「蒸発・凝縮器における冷熱の生成」と「第一吸着器における冷熱の生成」を交互に繰り返し行うと、徐々に蒸発速度及び吸着速度が低下し、冷熱及び温熱の発生も低下する。そのため、「蒸発・凝縮器における冷熱の生成」と「第一吸着器における冷熱の生成」を交互に繰り返し行った後、第二吸着器４０の再生を行うが、第一吸着器３０における冷熱の生成後、第二吸着器４０の第二吸着材が限界吸着量まで達していない場合がある。そこで、第二吸着器の再生の前に蒸発器の吸着質を第二吸着材で吸着させてもよい。第一吸着器３０における冷熱の生成後、開閉弁６０Ｃを閉じ、バイパス開閉弁６０Ａを開弁することで、蒸発・凝縮器２０内の吸着質（気体）がバイパス配管５０Ａを通じて第二吸着器４０に導入され、第二吸着材に吸着されるとともに蒸発・凝縮器２０内の減圧によって吸着質（液体）の蒸発が促されて冷熱が生成する。
このように第二吸着器４０から第一吸着器３０を経由することなく、第二吸着材の吸着能力によって蒸発・凝縮器２０内の吸着質を蒸発させて吸着した後、第二吸着器の再生を行ってもよい。
なお、「蒸発・凝縮器における冷熱の生成」と「第一吸着器における冷熱の生成」を交互に繰り返し行うと、徐々に蒸発速度及び吸着速度が低下し、冷熱及び温熱の発生も低下する。そのため、「蒸発・凝縮器における冷熱の生成」と「第一吸着器における冷熱の生成」を交互に繰り返し行った後、第二吸着器４０の再生を行うが、第一吸着器３０における冷熱の生成後、第二吸着器４０の第二吸着材が限界吸着量まで達していない場合がある。そこで、第二吸着器の再生の前に蒸発器の吸着質を第二吸着材で吸着させてもよい。第一吸着器３０における冷熱の生成後、開閉弁６０Ｃを閉じ、バイパス開閉弁６０Ａを開弁することで、蒸発・凝縮器２０内の吸着質（気体）がバイパス配管５０Ａを通じて第二吸着器４０に導入され、第二吸着材に吸着されるとともに蒸発・凝縮器２０内の減圧によって吸着質（液体）の蒸発が促されて冷熱が生成する。
このように第二吸着器４０から第一吸着器３０を経由することなく、第二吸着材の吸着能力によって蒸発・凝縮器２０内の吸着質を蒸発させて吸着した後、第二吸着器の再生を行ってもよい。
【0035】
（第二吸着器の再生）
第二吸着器４０で吸着が飽和状態となった場合又は吸着力が大きく低下した場合、開閉弁６０Ｃを閉じ、開閉弁７０Ｄ，６０Ａを開弁して第二吸着材の再生（脱着）を行うとともに、吸着質の凝縮を行う。
集熱器１０では、太陽光の吸収により集熱板（選択吸収材料４８）が１６０℃以上の高温に昇温し、熱交換器１２内の熱交換流体も同様に加熱される。集熱器１０により高温に加熱された熱交換器１２の熱交換流体を、接続管１４Ａ，１４Ｂを通じて第二吸着器４０の熱交換器４２に循環させることで第二吸着器４０の第二吸着材が高温に加熱されて吸着質が脱着する。これにより、第二吸着器４０の第二吸着材が再生される。
第二吸着器４０で吸着が飽和状態となった場合又は吸着力が大きく低下した場合、開閉弁６０Ｃを閉じ、開閉弁７０Ｄ，６０Ａを開弁して第二吸着材の再生（脱着）を行うとともに、吸着質の凝縮を行う。
集熱器１０では、太陽光の吸収により集熱板（選択吸収材料４８）が１６０℃以上の高温に昇温し、熱交換器１２内の熱交換流体も同様に加熱される。集熱器１０により高温に加熱された熱交換器１２の熱交換流体を、接続管１４Ａ，１４Ｂを通じて第二吸着器４０の熱交換器４２に循環させることで第二吸着器４０の第二吸着材が高温に加熱されて吸着質が脱着する。これにより、第二吸着器４０の第二吸着材が再生される。
【0036】
第二吸着材から脱着した吸着質は、バイパス配管５０Ａを経て蒸発・凝縮器２０に移動する。第二吸着器４０から蒸発・凝縮器２０に移動した吸着質は、熱交換器２２に室温の熱交換流体を供給して熱交換を行うことで冷却され、凝縮して液状となる。
【0037】
第二吸着器の再生（脱着）を終了する場合は、例えば、配管１４Ａ，１４Ｂが、ループヒートパイプのように自動で熱交換流体が循環する方式であれば、開閉弁７０Ｄを閉じ、開閉弁７０Ｃを開弁して、熱交換器４２に室温の熱交換流体を供給して熱交換を行う。これにより、集熱器１０用の熱交換器１２から第二吸着器４０用の熱交換器４２に供給された高温の熱交換流体の温熱が外部に取り出される。
また、配管１４Ａ，１４Ｂにポンプ（不図示）等で強制的に熱交換流体を循環させている場合は、ポンプ等をオフにして熱交換流体の循環を停止することで第二吸着器４０の再生（脱着）を終了してもよい。
また、シャッター（不図示）等で集熱器１０への太陽光の照射を遮断することで第二吸着器４０の再生（脱着）を終了してもよい。
また、配管１４Ａ，１４Ｂにポンプ（不図示）等で強制的に熱交換流体を循環させている場合は、ポンプ等をオフにして熱交換流体の循環を停止することで第二吸着器４０の再生（脱着）を終了してもよい。
また、シャッター（不図示）等で集熱器１０への太陽光の照射を遮断することで第二吸着器４０の再生（脱着）を終了してもよい。
【0038】
第一吸着器３０よりも第二吸着器４０の吸着容量を大きくしておき、上記の「蒸発・凝縮器における冷熱の生成」と「第一吸着器における冷熱の生成」を交互に繰り返し行い、第一吸着器における冷熱の生成後、必要に応じて、蒸発・凝縮器２０内の吸着質を第一吸着器３０を経由せずに第二吸着器４０で吸着することで、連続して冷熱を外部に取り出して、エアコン、冷蔵庫、冷凍機などに利用することができる。
第二吸着器４０における吸着が飽和して吸着ができなくなった場合、又は、吸着量が大きく低下した場合に、「第二吸着器の再生」を行う。
第二吸着器４０における吸着が飽和して吸着ができなくなった場合、又は、吸着量が大きく低下した場合に、「第二吸着器の再生」を行う。
【0039】
［第二実施形態］
次に、本開示の第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムについて説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同じ構成要素、部材等については同じ符号を付して説明を省略する。
図６は、本開示の第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。図６に示す吸着式ヒートポンプシステム２００は、第一実施形態と同様、蒸発器と凝縮器を兼ねた蒸発・凝縮器２０、第一吸着器３０を備えている。また、吸着式ヒートポンプシステム２００は、集熱器と第二吸着器とが一体となった集熱・第二吸着器５０を備えている。蒸発・凝縮器２０、第一吸着器３０、集熱・第二吸着器５０には、それぞれ熱媒体流体により熱交換を行うための熱交換器２２，３２，５２が設けられている。
次に、本開示の第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムについて説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同じ構成要素、部材等については同じ符号を付して説明を省略する。
図６は、本開示の第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。図６に示す吸着式ヒートポンプシステム２００は、第一実施形態と同様、蒸発器と凝縮器を兼ねた蒸発・凝縮器２０、第一吸着器３０を備えている。また、吸着式ヒートポンプシステム２００は、集熱器と第二吸着器とが一体となった集熱・第二吸着器５０を備えている。蒸発・凝縮器２０、第一吸着器３０、集熱・第二吸着器５０には、それぞれ熱媒体流体により熱交換を行うための熱交換器２２，３２，５２が設けられている。
【0040】
図７は、第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムにおける集熱・第二吸着器５０（太陽光集熱器の一例）の構成を示す概略図である。図８は、図７に示す集熱・第二吸着器５０を太陽光の入射側から見た主要部の位置関係を示す概略図である。
集熱・第二吸着器５０は、太陽光を受光する側から、ミラー、レンズ等の集光器６１、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等で形成された抑え板６６、透明窓５６、選択透過材料としてシリカエアロゲル５８Ａ、選択吸収材料４８、ハニカム構造の第二吸着材４６、熱交換器４２、断熱材としてシリカエアロゲル５８Ｂが配置され、周囲にも断熱材としてシリカエアロゲル５８Ｃ，５８Ｄが配置されている。
選択透過材料としてのシリカエアロゲル５８Ａは断熱材も兼ねており、シリカエアロゲル５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄによって断熱容器（断熱構造）６９が構成されている。断熱容器６９の側壁を構成するシリカエアロゲル５８Ｃ，５８Ｄには、水蒸気などの吸着質を通すための孔６４、熱交換器５２の配管５４Ａ，５４Ｂを通すための孔６８Ｃ，６８Ｄが形成されている。このような断熱容器６９内に、選択吸収材料４８、第二吸着材４６、熱交換器４２が収容されている。
集熱・第二吸着器５０は、太陽光を受光する側から、ミラー、レンズ等の集光器６１、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等で形成された抑え板６６、透明窓５６、選択透過材料としてシリカエアロゲル５８Ａ、選択吸収材料４８、ハニカム構造の第二吸着材４６、熱交換器４２、断熱材としてシリカエアロゲル５８Ｂが配置され、周囲にも断熱材としてシリカエアロゲル５８Ｃ，５８Ｄが配置されている。
選択透過材料としてのシリカエアロゲル５８Ａは断熱材も兼ねており、シリカエアロゲル５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄによって断熱容器（断熱構造）６９が構成されている。断熱容器６９の側壁を構成するシリカエアロゲル５８Ｃ，５８Ｄには、水蒸気などの吸着質を通すための孔６４、熱交換器５２の配管５４Ａ，５４Ｂを通すための孔６８Ｃ，６８Ｄが形成されている。このような断熱容器６９内に、選択吸収材料４８、第二吸着材４６、熱交換器４２が収容されている。
【0041】
さらに、断熱容器６９は、窓５６とＰＥＥＫ等で形成された容器６２によって構成された真空容器７１内に収容されている。窓５６は抑え板６６と容器６２の上縁との間に配置され、ボルト５４によって抑え板６６が容器６２の上縁に固定されている。また、窓５６と容器６２の上縁との間にＯリング５１が介在して封止されている。断熱容器６９と真空容器７１との間には、接続配管５０Ｃ，５０Ａを通じて吸着質が供給又は排除される空間７３が設けられている。空間７３は、真空ポンプ（不図示）によって減圧される。
【0042】
このように、集熱器と第二吸着器を一体化することで真空容器や断熱構造を共通化でき、部品点数を減らして構造の簡易化が実現できる。
また、図１に示した第一実施形態では、集熱器１０から熱交換器１２，４２と熱輸送媒体（熱交換流体）を用いて第二吸着器４０に熱を輸送することになるが、この場合、配管１４Ａ，１４Ｂ等から空気や他の部品に熱が伝わり熱ロスが生じる。
一方、第二実施形態のように集熱器と第二吸着器を一体化することにより、集熱器と第二吸着器との間の熱輸送機構を設ける必要がなくなる。そのため、熱ロスの要因が減り、その分、効率向上が見込まれる。
また、図１に示した第一実施形態では、集熱器１０から熱交換器１２，４２と熱輸送媒体（熱交換流体）を用いて第二吸着器４０に熱を輸送することになるが、この場合、配管１４Ａ，１４Ｂ等から空気や他の部品に熱が伝わり熱ロスが生じる。
一方、第二実施形態のように集熱器と第二吸着器を一体化することにより、集熱器と第二吸着器との間の熱輸送機構を設ける必要がなくなる。そのため、熱ロスの要因が減り、その分、効率向上が見込まれる。
【0043】
図７に示す吸着式ヒートポンプシステム２００は、集光器６１、二重光学断熱容器６９、及び真空断熱によって選択吸収材料４８を１６０℃以上、２００℃以上、又は３００℃以上の高温に効率的に昇温させることができる。また、吸着質の導入及び排出が可能な断熱容器６９内で、選択吸収材料４８、第二吸着材４６及び熱交換器４２が重なった状態で配置されているため、断熱容器６９内に導入された吸着質の吸脱着、第二吸着材４６の熱交換も効率的に行うことができる。なお、第二吸着材４６と熱交換器４２の位置は逆でもよい。
【0044】
次に、図６に示す吸着式ヒートポンプシステム２００を用いて冷熱を生成する方法について説明する。
図９Ａ～図９Ｃは、吸着質として水Ｗを用い、第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの各運転モードにおける水蒸気及び熱交換流体の流れを示す概略図である。なお、図９Ａ～図９Ｃでは、場面に応じて閉弁した状態の開閉弁を図示し、開弁した状態の開閉弁は図示を省略している。また、図中の温度は一例である。
図９Ａ～図９Ｃは、吸着質として水Ｗを用い、第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムの各運転モードにおける水蒸気及び熱交換流体の流れを示す概略図である。なお、図９Ａ～図９Ｃでは、場面に応じて閉弁した状態の開閉弁を図示し、開弁した状態の開閉弁は図示を省略している。また、図中の温度は一例である。
【0045】
Ａモード：蓄熱モード
集熱・第二吸着器５０に太陽光が照射されて選択吸収材料が１６０℃以上に昇温し、第二吸着材から水蒸気が脱着する。図９Ａに示すように、バイパス開閉弁６０Ａを開弁することで、水蒸気はバイパス配管５０Ａを通じて蒸発・凝縮器２０に移動する。蒸発・凝縮器２０に移動した水蒸気は、熱交換器２２に供給される室温の熱交換流体によって冷却されることで、凝縮して液体（水）として収容される。
集熱・第二吸着器５０に太陽光が照射されて選択吸収材料が１６０℃以上に昇温し、第二吸着材から水蒸気が脱着する。図９Ａに示すように、バイパス開閉弁６０Ａを開弁することで、水蒸気はバイパス配管５０Ａを通じて蒸発・凝縮器２０に移動する。蒸発・凝縮器２０に移動した水蒸気は、熱交換器２２に供給される室温の熱交換流体によって冷却されることで、凝縮して液体（水）として収容される。
【0046】
Ｂモード：１段目出力モード
図９Ｂに示すように、バイパス開閉弁６０Ａを閉弁し、開閉弁６０Ｂを開弁することで、蒸発・凝縮器２０に存在する水蒸気が第一吸着器３０に移動して吸着される。第一吸着器３０で水蒸気が吸着されることで蒸発・凝縮器２０は内部の減圧により水の蒸発が促進され、冷熱が生成する。蒸発・凝縮器２０で生成した冷熱は、熱交換器２２を流れる熱交換流体を介して外部に取り出される。
図９Ｂに示すように、バイパス開閉弁６０Ａを閉弁し、開閉弁６０Ｂを開弁することで、蒸発・凝縮器２０に存在する水蒸気が第一吸着器３０に移動して吸着される。第一吸着器３０で水蒸気が吸着されることで蒸発・凝縮器２０は内部の減圧により水の蒸発が促進され、冷熱が生成する。蒸発・凝縮器２０で生成した冷熱は、熱交換器２２を流れる熱交換流体を介して外部に取り出される。
【0047】
Ｃモード：２段目出力モード
図９Ｃに示すように、開閉弁６０Ｂを閉弁し、開閉弁６０Ｃを開弁する。第一吸着器３０から水蒸気が脱着し、集熱・第二吸着器５０に移動して第二吸着材に吸着される。これにより、第一吸着器３０では脱着による冷熱が生成する。集熱・第二吸着器５０で生成した冷熱は、熱交換器５２を流れる熱交換流体を介して外部に取り出される。
図９Ｃに示すように、開閉弁６０Ｂを閉弁し、開閉弁６０Ｃを開弁する。第一吸着器３０から水蒸気が脱着し、集熱・第二吸着器５０に移動して第二吸着材に吸着される。これにより、第一吸着器３０では脱着による冷熱が生成する。集熱・第二吸着器５０で生成した冷熱は、熱交換器５２を流れる熱交換流体を介して外部に取り出される。
【0048】
上記のような各モードを、例えば、太陽が出ている日中はＡモードとし、夜間は第二吸着材で吸着できなくなるまでＢ→Ｃ→Ｂ→Ｃ・・・を繰り返す。このような運転モードとすることで、蒸発・凝縮器２０と第一吸着器３０から交互に冷熱を外部に取り出し、外部機器に連続的に冷水又は冷気を供給することができる。
また、第二実施形態においても、ＢモードとＣモードを繰り返し、最後のＣモードとした後、蒸発・凝縮器２０内の吸着質を第一吸着器３０を経由することなくバイパス配管５０Ａを通じて集熱・第二吸着器５０に移動、吸着させて蒸発・凝縮器２０で冷熱を生成し、その後、Ａモードとして第二吸着材の再生を行ってもよい。
また、第二実施形態においても、ＢモードとＣモードを繰り返し、最後のＣモードとした後、蒸発・凝縮器２０内の吸着質を第一吸着器３０を経由することなくバイパス配管５０Ａを通じて集熱・第二吸着器５０に移動、吸着させて蒸発・凝縮器２０で冷熱を生成し、その後、Ａモードとして第二吸着材の再生を行ってもよい。
【0049】
＜単段吸着式ヒートポンプシステムと多段吸着式ヒートポンプシステムとの比較＞
第一吸着器３０の第一吸着材としてＡｌ－ＭＯＦ、第二吸着器４０の吸着材としてゼオライト１３Ｘをそれぞれ用い、単段吸着式ヒートポンプシステムと多段吸着式ヒートポンプシステムの冷熱生成能力を比較するため、シミュレーションを行った。
第一吸着器３０の第一吸着材としてＡｌ－ＭＯＦ、第二吸着器４０の吸着材としてゼオライト１３Ｘをそれぞれ用い、単段吸着式ヒートポンプシステムと多段吸着式ヒートポンプシステムの冷熱生成能力を比較するため、シミュレーションを行った。
【0050】
（単段吸着式ヒートポンプシステムによるシミュレーション）
図１０は、蒸発器及び吸着器の各温度変化のシミュレーションに用いた単段吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。集熱器と吸着器を兼ねた構成において吸着材と熱交換器との間の熱抵抗として接触熱抵抗模擬層を配置し、蒸発・凝縮器の水蒸気が吸着材に吸着される条件でシミュレーションを行った。図１１は単段吸着式ヒートポンプシステムでシミュレーションを行った蒸発器及び吸着器の各温度変化を示す図である。運転開始当初、蒸発器では冷熱を、吸着器では温熱をそれぞれ生成して温度差が大きかったが、時間ともに温度差が小さくなり、蒸発器の温度と吸着器の温度はほぼ同レベルとなった。最初は、吸着材が空なので、大きな吸着速度、蒸発速度が発生し、それに伴う温度上昇、温度低下が発生している。徐々に吸着材が平衡吸着量に近づいてくるため、吸着速度と蒸発速度が低下し、熱交換器は常に常温の熱交換流体が流れて一定温度に保たれている前提であるため、最終的には、温熱、冷熱の発生がなくなり、どちらも熱交換器の温度に達すると考えられる。
図１０は、蒸発器及び吸着器の各温度変化のシミュレーションに用いた単段吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。集熱器と吸着器を兼ねた構成において吸着材と熱交換器との間の熱抵抗として接触熱抵抗模擬層を配置し、蒸発・凝縮器の水蒸気が吸着材に吸着される条件でシミュレーションを行った。図１１は単段吸着式ヒートポンプシステムでシミュレーションを行った蒸発器及び吸着器の各温度変化を示す図である。運転開始当初、蒸発器では冷熱を、吸着器では温熱をそれぞれ生成して温度差が大きかったが、時間ともに温度差が小さくなり、蒸発器の温度と吸着器の温度はほぼ同レベルとなった。最初は、吸着材が空なので、大きな吸着速度、蒸発速度が発生し、それに伴う温度上昇、温度低下が発生している。徐々に吸着材が平衡吸着量に近づいてくるため、吸着速度と蒸発速度が低下し、熱交換器は常に常温の熱交換流体が流れて一定温度に保たれている前提であるため、最終的には、温熱、冷熱の発生がなくなり、どちらも熱交換器の温度に達すると考えられる。
【0051】
（多段吸着式ヒートポンプシステムによるシミュレーション）
図１２は、蒸発器及び吸着器の各温度変化のシミュレーションに用いた多段吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。蒸発・凝縮器、第一吸着器、集熱・第二吸着器を備えた構成とし、第一吸着器、集熱・第二吸着器とも、吸着材と熱交換器との間の熱抵抗として接触熱抵抗模擬層を配置した構成とした。第一吸着器の第一吸着材としてＡｌ－ＭＯＦを、第二吸着器の第二吸着材としてゼオライト１３Ｘを用いた。図１３は、図１２に示す構成の多段吸着式ヒートポンプシステムを用いたシミュレーションにおける水蒸気の流れを示す概略図である。図１３に示すように、水（吸着質）が、蒸発・凝縮器から第一吸着器へ移動して第一吸着材に吸着されるモードと、第一吸着器から集熱・第二吸着器に移動して第二吸着材に吸着されるモードを交互に繰り返す条件でシミュレーションを行った。
図１４は、図１２に示す構成の多段吸着式ヒートポンプシステムによりシミュレーションした蒸発器及び吸着器の各温度変化を示す図である。１はＢモードにおける蒸発・凝縮器の温度、２はＢモードにおける第一吸着器の温度である。３はＣモードにおける第一吸着器の温度、４はＣモードにおける第二吸着器の温度を示している。図１４に示すように、ＢモードとＣモードを交互に繰り返すことで高効率で冷熱を取り出すことができることが分かる。
図１２は、蒸発器及び吸着器の各温度変化のシミュレーションに用いた多段吸着式ヒートポンプシステムの構成を示す概略図である。蒸発・凝縮器、第一吸着器、集熱・第二吸着器を備えた構成とし、第一吸着器、集熱・第二吸着器とも、吸着材と熱交換器との間の熱抵抗として接触熱抵抗模擬層を配置した構成とした。第一吸着器の第一吸着材としてＡｌ－ＭＯＦを、第二吸着器の第二吸着材としてゼオライト１３Ｘを用いた。図１３は、図１２に示す構成の多段吸着式ヒートポンプシステムを用いたシミュレーションにおける水蒸気の流れを示す概略図である。図１３に示すように、水（吸着質）が、蒸発・凝縮器から第一吸着器へ移動して第一吸着材に吸着されるモードと、第一吸着器から集熱・第二吸着器に移動して第二吸着材に吸着されるモードを交互に繰り返す条件でシミュレーションを行った。
図１４は、図１２に示す構成の多段吸着式ヒートポンプシステムによりシミュレーションした蒸発器及び吸着器の各温度変化を示す図である。１はＢモードにおける蒸発・凝縮器の温度、２はＢモードにおける第一吸着器の温度である。３はＣモードにおける第一吸着器の温度、４はＣモードにおける第二吸着器の温度を示している。図１４に示すように、ＢモードとＣモードを交互に繰り返すことで高効率で冷熱を取り出すことができることが分かる。
【0052】
図１５は、各シミュレーション結果に基づいて算出した冷房出力を比較したグラフである。多段吸着式ヒートポンプシステムの冷房能力は、単段吸着式ヒートポンプシステムの冷房能力の２倍を超えており、高効率であることが分かる。
【0053】
以上、第一実施形態及び第二実施形態の吸着式ヒートポンプシステムについて説明したが、本開示に係る吸着式ヒートポンプシステムはこれらの実施形態に限定されない。
例えば、第一実施形態及び第二実施形態では、蒸発器と凝縮器を兼ねた蒸発・凝縮器とバイパス配管を備えた構成となっているが、バイパス配管を備えず、蒸発器と凝縮器を別々に設けてもよい。例えば、第二吸着器と蒸発器との間に凝縮器を配置し、第二吸着器から脱着した吸着質を凝縮器に移動させて熱交換器で冷却して凝縮した後、蒸発器に移動させてもよい。
例えば、第一実施形態及び第二実施形態では、蒸発器と凝縮器を兼ねた蒸発・凝縮器とバイパス配管を備えた構成となっているが、バイパス配管を備えず、蒸発器と凝縮器を別々に設けてもよい。例えば、第二吸着器と蒸発器との間に凝縮器を配置し、第二吸着器から脱着した吸着質を凝縮器に移動させて熱交換器で冷却して凝縮した後、蒸発器に移動させてもよい。
【0054】
また、第二吸着器の再生時に第二吸着器の吸着質を第一吸着器に吸着させてもよい。
また、太陽光集熱器は、図２又は図７に示したような選択透過材料と選択吸収材料を組み合わせたものに限定されず、例えば、集熱板として黒色材料を用い、真空断熱と組み合わせて１６０℃以上に昇温可能な集熱器としてもよい。
また、太陽光集熱器は、図２又は図７に示したような選択透過材料と選択吸収材料を組み合わせたものに限定されず、例えば、集熱板として黒色材料を用い、真空断熱と組み合わせて１６０℃以上に昇温可能な集熱器としてもよい。
【0055】
また、第一吸着器が複数備えられ、蒸発器及び第二吸着器との接続方向に対し並列に配置された構成としてもよい。このように並列配置された複数の第一吸着器により、異なる処理を行うことが可能である。たとえば、特定の第一吸着器では蒸発器の吸着質を吸着し、他の第一吸着器では脱着させて第二吸着器で吸着してもよい。
【符号の説明】
【0056】
１０，１０Ａ 太陽光集熱器
１２，２２，３２，４２，５２ 熱交換器
２０ 蒸発・凝縮器
３０ 第一吸着器
４０ 第二吸着器
４６ 第二吸着材
４８ 選択吸収材料（集熱板の一例）
５０ 集熱・第二吸着器
５０Ａ バイパス配管
５６ 窓
５８ 選択透過材料
５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ シリカエアロゲル
６０Ａ バイパス開閉弁
６０Ｂ 開閉弁
６０Ｃ 開閉弁
６１ 集光器
６２ 容器
６４ 孔
６６ 抑え板
６８Ｃ，６８Ｄ 孔
６９ 断熱容器
７０Ａ 開閉弁
７０Ｂ 開閉弁
７０Ｃ 開閉弁
７０Ｄ 開閉弁
７１ 真空容器
７３ 空間
９０ 筐体
９２ 断熱材
９４ 伝熱部
９６ 熱交換流体接触部
１００ 吸着式ヒートポンプシステム
２００ 吸着式ヒートポンプシステム
Ｗ 水（吸着質の一例）
１２，２２，３２，４２，５２ 熱交換器
２０ 蒸発・凝縮器
３０ 第一吸着器
４０ 第二吸着器
４６ 第二吸着材
４８ 選択吸収材料（集熱板の一例）
５０ 集熱・第二吸着器
５０Ａ バイパス配管
５６ 窓
５８ 選択透過材料
５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ シリカエアロゲル
６０Ａ バイパス開閉弁
６０Ｂ 開閉弁
６０Ｃ 開閉弁
６１ 集光器
６２ 容器
６４ 孔
６６ 抑え板
６８Ｃ，６８Ｄ 孔
６９ 断熱容器
７０Ａ 開閉弁
７０Ｂ 開閉弁
７０Ｃ 開閉弁
７０Ｄ 開閉弁
７１ 真空容器
７３ 空間
９０ 筐体
９２ 断熱材
９４ 伝熱部
９６ 熱交換流体接触部
１００ 吸着式ヒートポンプシステム
２００ 吸着式ヒートポンプシステム
Ｗ 水（吸着質の一例）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
