(57)【要約】本開示のいくつかの実施形態は、例えば、密閉空間からの屋内空気からガスおよび／または汚染物質の混合物を清浄し、ガスおよび／または汚染物質の混合物から少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質を除去するためのシステムに対応する。本システムは、ガスおよび／または汚染物質の混合物からのガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つの吸収と温度スイング吸収サイクル（例えば）を介した再生との間で循環されるように構成される、１つ以上の吸収材料と、１つ以上の吸収材料を再生するように構成される、再生手段とを含んでもよい。再生手段は、再生温度において、１つ以上の吸収材料を再生するように構成されてもよく、ヒートポンプは、パージガスおよび吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように構成されてもよい。
2015528743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間からのガスおよび／または汚染物質の混合物を清浄し、前記ガスおよび／または汚染物質の混合物から少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質を除去するためのシステムであって、前記システムは、
前記ガスおよび／または汚染物質の混合物からのガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つの吸収と、温度スイング吸収サイクルを介したその再生との間で循環されるように構成される、１つ以上の吸収材料と、
前記１つ以上の吸収材料を再生するように構成される、再生手段であって、再生温度において、前記１つ以上の吸収材料を再生するように構成され、前記１つ以上の吸収材料の再生のために、パージガスおよび／または前記１つ以上の吸収材料を加熱するように構成される、ヒートポンプを備える、再生手段と
を備える、システム。
【請求項２】
前記密閉空間は、ビル、住宅、車両、または船舶を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ガスおよび／または汚染物質は、二酸化炭素、揮発性有機化合物、酸化硫黄、ラドン、亜酸化窒素、および一酸化炭素から成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記パージガスは、屋外空気を含み、
前記システムはさらに、屋外空気温度において、前記屋外空気を受容するように構成される、屋外空気入口を備え、
前記受容された屋外空気は、直接および／または間接的に、前記ヒートポンプによって、前記再生温度まで加熱される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記再生温度は、前記屋外空気温度より少なくとも約１０℃高い、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ヒートポンプは、前記密閉空間からの屋内空気から熱を除去し、並行して、前記パージガスを加熱するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記屋内空気からの熱の除去は、前記密閉空間の冷却負荷の減少をもたらす、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記密閉空間の冷却負荷の減少は、前記ヒートポンプのエネルギー消費をほぼ相殺する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ヒートポンプは、暖気源から熱を回収するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記暖気源は、冷却機、コンプレッサ、冷却塔、発電機、太陽熱ヒータ、および炉のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記密閉空間は、前記密閉空間内に循環空気流を有するＨＶＡＣシステムを含み、前記システムは、前記空気流の一部を取り込むように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記一部は、約２０％未満である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ヒートポンプの蒸発器側は、前記密閉空間からの循環する屋内空気と熱連通する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ヒートポンプは、ＨＶＡＣシステムによって提供され、前記ヒートポンプは、冷媒を含み、前記冷媒の一部が、加熱された状態では、熱を前記パージガスおよび／または前記１つ以上の吸収材料に送達するよう転用されるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記冷媒流の約５０％未満は、前記パージガスおよび前記１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように転用される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記冷媒流の約２０％未満は、前記パージガスおよび前記１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように転用される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記システムはさらに、コントローラを含み、前記コントローラは、前記吸収材料の再生と連動して、前記ヒートポンプによる前記１つ以上の吸収材料への熱の送達を制御するために構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記１つ以上の吸収材料は、清浄器として構成され、前記システムは、複数の清浄器を含み、前記ヒートポンプは、前記複数の清浄器に熱を提供し、前記１つ以上の吸収材料を再生するように構成される、単一ヒートポンプを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記システムはさらに、前記ヒートポンプから前記複数の清浄器に熱を送達するために構成される、導管網を備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
個別の再生のために要求されるとき、再生熱が各清浄器に利用可能であるように、少なくとも、前記ヒートポンプ、導管網、および前記複数の清浄器の協調を制御するために構成される、コントローラをさらに備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラは、
前記密閉空間内の１つ以上の面積の占有レベルと、
前記密閉空間の１つ以上の面積内を循環する屋内空気中のガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベルと、
前記１つ以上の吸収材料中に蓄積されたガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベルと、
２つ以上の清浄器のうちの少なくとも１つから流出する空気中のガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベルと、
屋内空気温度および／または屋内空気湿度レベルと、
屋外空気温度および／または屋外空気湿度レベルと、
予め設定されたスケジュールと
のうちの少なくとも１つのパラメータに従って、前記ヒートポンプ、導管網、および複数の清浄器のうちの少なくとも１つの協調を制御する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
密閉空間からの屋内空気流のガスの混合物のうちの少なくとも一部を清浄するための方法であって、前記清浄は、前記ガスおよび／または汚染物質の混合物から少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質を除去するためのものであり、前記方法は、
再生のために構成された１つ以上の吸収材料を有する、清浄器システムを提供するステップと、
前記１つ以上の吸収材料を再生するために、パージガスを加熱するためのヒートポンプを提供するステップと、
前記屋内空気のうちの少なくとも一部を前記１つ以上の吸収材料上に流動させることによって、前記屋内空気を清浄するステップと、
前記パージガスまたは前記１つ以上の吸収材料を前記ヒートポンプで加熱するステップと、
前記加熱されたパージガスを前記１つ以上の吸収材料上および／またはそれを通して流動させること、および前記パージガスを加熱された１つ以上の吸収材料上および／またはそれを通して流動させることのうちの少なくとも１つを介して、再生サイクルの間、前記１つ以上の吸収材料を周期的に再生するステップと
を含む、方法。
【請求項２３】
前記ガスおよび／または汚染物質の混合物のうちの少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質は、二酸化炭素、揮発性有機化合物、酸化硫黄、ラドン、亜酸化窒素、および一酸化炭素から成る群から選択される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記パージガスは、屋外空気を含み、
前記方法は、
屋外空気温度において、前記屋外空気を受容するように構成される、屋外空気入口を提供するステップと、
前記１つ以上の吸収材料を再生するために、直接および／または間接的に、前記受容された屋外空気を前記ヒートポンプによって再生温度まで加熱するステップと
をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記再生温度は、前記屋外空気温度より少なくとも約１０℃高い、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ヒートポンプを使用して、循環する屋内空気から熱を除去し、並行して、前記パージガスを前記ヒートポンプで加熱するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記屋内空気からの熱の除去は、前記密閉空間の冷却負荷の減少をもたらす、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記密閉空間の冷却負荷の減少は、前記ヒートポンプのエネルギー消費をほぼ相殺する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ヒートポンプは、暖気源から熱を回収するように構成される、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記暖気源は、冷却機、コンプレッサ、冷却塔、発電機、太陽熱ヒータ、および炉のうちの少なくとも１つを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記密閉空間内に循環空気流を有するＨＶＡＣシステムを提供するステップをさらに含み、前記清浄器システムは、前記空気流の一部を取り込むように構成される、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記一部は、約２０％未満である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ヒートポンプの蒸発器側は、循環する屋内空気と熱連通する、請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
ＨＶＡＣシステムは、前記ヒートポンプを提供し、前記ヒートポンプは、前記冷媒の一部が、その加熱された状態において、前記パージガスおよび／または前記１つ以上の吸収材料を加熱するよう転用されるように構成される、冷媒を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３５】
前記冷媒流の約５０％未満は、前記パージガスおよび前記１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように転用される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記冷媒流の約２０％未満は、前記パージガスおよび前記１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように転用される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記方法は、前記１つ以上の吸収材料の再生と連動して、前記ヒートポンプによる前記１つ以上の吸収材料への熱の送達を制御する、コントローラを提供するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３８】
複数の清浄器システムを提供するステップをさらに含み、前記ヒートポンプは、前記複数の清浄器システムに熱を提供するように構成される、単一ヒートポンプを備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３９】
前記ヒートポンプから２つ以上の清浄器システムに熱を送達するために構成される、導管網を提供するステップをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
再生のために要求されるとき、再生熱が各清浄器に利用可能であるように、前記ヒートポンプ、導管網、および前記２つ以上の清浄器システムの協調を制御するステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
制御するステップはさらに、
前記密閉空間内の１つ以上の面積の占有レベルと、
前記密閉空間の１つ以上の面積内を循環する屋内空気中のガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベルと、
前記１つ以上の吸収材料中に蓄積されたガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベルと、
前記２つ以上の清浄器システムのうちの少なくとも１つから流出する空気中のガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベルと、
屋内空気温度および／または屋内空気湿度レベルと、
屋外空気温度および／または屋外空気湿度レベルと、
予め設定されたスケジュールと
のうちの少なくとも１つのパラメータに従って、前記ヒートポンプ、導管網、および２つ以上の清浄器のうちの少なくとも１つの協調を制御するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
清浄システムであって、
ガスおよび／または汚染物質の混合物から流入汚染物質を清浄し、それによって、前記ガスの混合物から前記汚染物質を除去するための清浄器であって、前記１つ以上の吸収材料による前記汚染物質の吸収および前記１つ以上の吸収材料の再生のための吸収および原位置再生サイクルとともに繰り返し使用されるように構成される、１つ以上の吸収材料を備える、清浄器と、
前記１つ以上の吸収材料を再生するために、パージガスの温度を上昇させるように構成される、ヒートポンプシステムと
を備える、システム。
【請求項４３】
清浄システムであって、
ガスおよび／または汚染物質の混合物から流入汚染物質を清浄し、それによって、前記混合物から前記汚染物質を除去するための清浄器であって、前記１つ以上の吸収材料による前記汚染物質の吸収および前記１つ以上の吸収材料の再生のための吸収および原位置再生サイクルとともに繰り返し使用されるように構成される、１つ以上の吸収材料を備える、清浄器と、
凝縮器−蒸発器ループ中に冷媒流体を有する、冷却機、すなわち、内蔵冷却機と統合された空調ユニットと、
前記清浄器再生サイクルの間、加熱された冷媒を前記冷却機から前記清浄器に搬送し、熱を前記清浄器に送達するために構成される、導管と
を備える、システム。
【請求項４４】
密閉空間内の屋内空気を処理するための方法であって、
前記屋内空気中を流動するガスの混合物から流入汚染物質を清浄し、それによって、前記ガスの混合物から前記汚染物質を除去するための清浄器を提供するステップであって、前記清浄器は、前記１つ以上の吸収材料による前記汚染物質の吸収および前記１つ以上の吸収材料の再生のための吸収および原位置再生サイクルとともに繰り返し使用されるように構成される、１つ以上の吸収材料を備える、ステップと、
ヒートポンプシステムによって、パージガスの温度を評価するステップであって、前記パージガスは、前記吸収材料を再生するために構成される、ステップと
を含む、方法。
【請求項４５】
密閉空間内の屋内空気を処理するための方法であって、
前記屋内空気中を流動するガスの混合物から流入汚染物質を清浄し、それによって、前記ガスの混合物から前記汚染物質を除去するための清浄器を提供するステップであって、前記清浄器は、前記１つ以上の吸収材料による前記汚染物質の吸収および前記１つ以上の吸収材料の再生のための吸収および原位置再生サイクルとともに繰り返し使用されるように構成される、１つ以上の吸収材料を備える、ステップと、
凝縮器−蒸発器ループ中に冷媒流体を有する、冷却機、すなわち、内蔵冷却機と統合された空調ユニットを提供するステップと、
前記清浄器再生サイクルの間、熱を前記清浄器に送達するための導管を介して、加熱された冷媒を前記冷却機から前記清浄器に搬送するステップと
を含む、方法。
【請求項４６】
密閉空間からの屋内空気流のガスの混合物のうちの少なくとも一部を清浄するためのコンピュータ実装方法であって、前記清浄は、前記ガスおよび／または汚染物質の混合物から少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質を除去するためのものであり、前記方法は、
前記屋内空気のうちの少なくとも一部を清浄器によって提供される１つ以上の吸収材料上を流動させることによって、前記屋内空気を清浄するステップと、
パージガスをヒートポンプで再生温度まで加熱するステップと、
所定の時間周期の間の再生サイクルの間、前記パージガスを前記１つ以上の吸収材料上および／またはそれを通して流動させることによって、前記１つ以上の吸収材料を周期的に再生するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、２０１２年７月１８日に出願され、”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｅａｔ  Ｐｕｍｐｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｏｒｂｅｎｔｓ  Ｕｓｅｄ  ｉｎ  Ｉｎｄｏｏｒ  Ａｉｒ  Ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ”と題された、米国仮特許出願第６１／６７２，７８６号；２０１３年４月２３日に出願され、”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｅａｔ  Ｐｕｍｐｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｏｒｂｅｎｔｓ  Ｕｓｅｄ  ｉｎ  Ｉｎｄｏｏｒ  Ａｉｒ  Ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ”と題された、米国仮特許出願第６１／８１４，８３４号に対する優先権を主張するものである。上記出願の開示は、それらの全体において参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本開示の実施形態は、概して、空気管理システムに関し、特に、屋内空気清浄のために使用される吸収剤を再生するためのヒートポンプおよび同等物を含む、空気管理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
暖房、換気、および空調（「ＨＶＡＣ」）を含む、空気管理システムは、とりわけ、ビル、車両、または船舶等、事実上、あらゆる現代の密閉空間において標準となっている。ＨＶＡＣシステムの目標の１つは、屋内空気の温度、湿度、組成、および清潔さの観点から、密閉空間占有者に快適かつ健康な環境を提供することである。加えて、ＨＶＡＣシステムは、屋内空気を所望の程度に維持するための物質濃度の制御を可能にし、それによって、良好な空気品質を保証する。
【０００４】
密閉空間内およびその周囲の屋内空気は、汚染物質または公害物質を含む、複数の物質によって影響される。とりわけ、このような汚染物質として、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素、亜酸化窒素、酸化硫黄、およびラドンや、他の無機ガスならびに揮発性有機化合物（ＶＯＣ）と称される広範囲の有機ガスおよび蒸気が挙げられる。粒子および微生物もまた、屋内空気品質に影響を及ぼす非ガス状汚染物質を呈し、濾過または除去されるべきである。これらの汚染物質は、多くの場合、その占有者、システム、および内容物によって、ビルの内側で発生される。良好な空気品質を維持するために、ＨＶＡＣシステムは、典型的には、屋内空気と屋外空気を入れ替える、または代替として、空気が空気清浄器を通して流動することを可能にするように構成される。屋外空気は、密閉空間外からの空気であり得る。
【０００５】
いくつかの吸収剤ベースの清浄器が、吸収およびいわゆる再生の反復サイクルを受けることによって、長時間、使用されてもよい。吸収および対応する再生は、例えば、温度スイング吸収サイクルを介して、達成されてもよい。通常、吸収剤、すなわち、吸収材料が、汚染物質で飽和すると、その吸収容量を喪失する。しかしながら、再生が、吸収剤によって捕捉された汚染物質が解放およびパージされ、吸収剤がその吸収特性を回復することを可能にする、適切な条件下で達成される。再生は、熱と、例えば、屋外空気であり得る、比較的に綺麗なパージガスの流動との組み合わせによって促進され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のいくつかの実施形態では、例えば、ヒートポンプを使用して、再生において使用される暖かいパージガス（再生ガスとも称され得る）を送達するためのエネルギーコストまたは消費を最小限にする、屋内空気清浄のために利用される吸収剤を再生するためのシステムおよび方法が、説明される。いくつかの実施形態では、ヒートポンプは、その冷却側を付帯熱または暖気源に暴露させる、またはその冷却側に屋内空気自体から熱を除去させ、したがって、１つ以上の空調または空気処理構成要素、システム、またはユニットの冷却負荷およびエネルギー消費の一部を相殺することによって、非常に効率的動作のために構成されることができる。ヒートポンプの凝縮器からの高温冷媒は、パージガスを加熱するように転送されることができる。複数の清浄器が、インテリジェント多重化を使用して、単一ヒートポンプを共有するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、高温冷媒は、その再生のために、直接、吸収剤を加熱するために使用されてもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態によると、屋内空気から少なくとも１つのガスおよび／または少なくとも１つの汚染物質を除去するように、ガスの混合物、例えば、密閉空間の屋内空気を清浄するためのシステムが、提供される。本システムは、吸収と再生との間で循環されるように構成され得る（例えば、温度スイング吸収サイクルを介して）、１つ以上の吸収材料を含んでもよい。再生では、これは、再生サイクルの間の吸収剤からのガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのパージと称され得る。本システムは、再生温度において、１つ以上の吸収材料を再生するように構成される、再生手段を含んでもよい。そのような手段は、パージガスおよび／または吸収材料を加熱するように構成され得る（例えば、直接）、ヒートポンプであってもよい。いくつかの実施形態では、再生手段は、パージ空気流を吸収材料（例えば、そのうちの少なくとも１つ）に／その上に／それを通して指向するためのヒートポンプ、導管、ファン、および弁、パージ空気流（例えば、吸収材料と比較して高温）、ならびにパージ空気流および／または１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するための熱源（例えば、ヒートポンプ）のうちの少なくとも１つであってもよい。いくつかの実施形態では、再生手段は、前述の複数であってもよく、いくつかの実施形態では、前述の全てであってもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態によると、密閉空間は、とりわけ、ビル、住宅、車両、または船舶を含んでもよい。ガスおよび／または汚染物質は、二酸化炭素、揮発性有機化合物、酸化硫黄、ラドン、亜酸化窒素、および一酸化炭素からなる群から選択され得る。パージガスは、屋外空気を含んでもよく、本システムはさらに、屋外空気温度において、屋外空気を受容するように構成される、屋外空気入口を含んでもよい。いくつかの実施形態では、受容された屋外空気は、吸収剤を再生するために、直接または間接的に、ヒートポンプによって、再生温度まで加熱されてもよい。再生温度は、屋外空気温度より少なくとも約１０℃高くてもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態によると、ヒートポンプは、屋内空気から熱を除去し、並行して、吸収材料を再生するために、パージガスを加熱するように構成されてもよい。屋内空気からの熱の除去は、密閉空間の冷却負荷の減少をもたらし得る。密閉空間の冷却負荷の減少は、ヒートポンプのエネルギー消費をほぼ相殺し得る。
【００１０】
いくつかの実施形態によると、ヒートポンプは、暖気源から熱を除去するように構成されてもよい。暖気源は、冷却機、コンプレッサ、冷却塔、発電機、太陽熱ヒータ、および炉のうちの少なくとも１つを含んでもよい。密閉空間は、密閉空間内に循環空気流を有するＨＶＡＣシステムを含んでもよく、本システムは、空気流の一部を取り込むように構成されてもよい。一部は、約２０％未満であってもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態によると、ヒートポンプの蒸発器側は、循環する屋内空気と熱連通してもよい。ヒートポンプは、ＨＶＡＣシステム内のヒートポンプであってもよい。ヒートポンプは、その暖かい（すなわち、高温）状態において、冷媒の一部が、熱をパージガスまたは１つ以上の吸収材料に送達する要素を通して流動するよう転用され得るように、冷媒を含んでもよい。冷媒流の約５０％未満は、パージガスおよび１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように転送されてもよい。いくつかの実施形態では、冷媒流の約２０％未満は、パージガスおよび１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように転送されてもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態によると、本システムは、屋内空気のために、吸収剤を再生するためのシステムを制御するためのコンピュータ実装システムであってもよい。そのようなシステムは、例えば、吸収材料の吸収−再生サイクル（例えば、温度スイング吸収サイクルを介して）と連動して、ヒートポンプによる１つ以上の吸収材料への熱の送達を制御するように構成され得る、制御システム（例えば、コンピュータ、プロセッサ、および同等物）を含んでもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態によると、本システムは、以下のうちの１つ以上を含んでもよい。
−１つ以上の吸収材料を含む、清浄器
−１つ以上の吸収材料を含む、複数の清浄器
−熱を１つ以上の清浄器に提供するように構成される、１つ以上の（または、単一）ヒートポンプ
−熱をヒートポンプから１つ以上の清浄器に送達するために構成される、導管網、および／または
−再生熱が、再生のために要求されるとき、各清浄器に利用可能であり得るように、ヒートポンプ、導管網、および／または１つ以上の清浄器の協調を制御するために構成される、制御システム
【００１４】
いくつかの実施形態によると、制御システムは、以下のパラメータのうちの少なくとも１つに従って、ヒートポンプ、導管網、および１つ以上の清浄器のうちの少なくとも１つの協調を制御してもよい。
−密閉空間内の１つ以上の面積の占有レベル
−密閉空間の１つ以上の面積内を循環する屋内空気中に含有されるガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベル
−１つ以上の吸収材料中に蓄積されたガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベル
−２つ以上の清浄器のうちの少なくとも１つから流出する空気中のガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベル、および／または
−屋内空気温度および／または屋内空気湿度レベル、屋外空気温度および／または屋外空気湿度レベル、ならびに予め設定されたスケジュール
【００１５】
いくつかの実施形態によると、密閉空間からの屋内空気流のガスの混合物の少なくとも一部を清浄するための方法が提供され、清浄は、ガスおよび／または汚染物質の混合物から少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質を除去するためのものであって、本方法は、以下のステップのうちの少なくとも１つ、いくつかの実施形態では、複数、いくつかの実施形態では、全てを含む。
−１つ以上の吸収材料を有する清浄器システムを提供するステップ
−１つ以上の吸収材料を再生するように構成される、再生手段を提供するステップであって、該手段は、１つ以上の吸収材料を再生するように構成される、パージガスを備える、または含む、ステップ
−ヒートポンプとパージガスとの間に熱連通を提供するステップ
−パージガスの少なくとも一部を１つ以上の吸収材料上に流動させることによって、屋内空気を清浄するステップ
−パージガスまたは１つ以上の吸収材料をヒートポンプで加熱するステップ、および／または
−例えば、所定の時間周期の間の再生サイクルの間、加熱されたパージガスのうちの少なくとも１つを１つ以上の吸収材料に、その上に、および／またはそれを通して、および／またはパージガスを加熱された１つ以上の吸収材料（例えば）上におよび／またはそれを通して流動させることによって、再生手段を介して、１つ以上の吸収材料を周期的に再生するステップ
【００１６】
いくつかの実施形態によると、ガスおよび／または汚染物質は、二酸化炭素、揮発性有機化合物、酸化硫黄、ラドン、亜酸化窒素、および一酸化炭素から成る群から選択されてもよい。パージガスは、屋外空気を含んでもよく、故に、本方法はさらに、屋外空気温度において、屋外空気を受容するように構成される、屋外空気入口を提供するステップを含んでもよい。いくつかの実施形態では、受容された屋外空気は、吸収剤を再生するために、直接および／または間接的に、ヒートポンプによって、再生温度まで加熱されてもよい。再生温度は、屋外空気温度より少なくとも約１０℃高くてもよい（例えば）。
【００１７】
いくつかの実施形態によると、清浄器実施形態において利用されるヒートポンプは、屋内空気から熱を除去し、並行して、パージガスを加熱するように構成されてもよい。屋内空気からの熱の除去は、密閉空間の冷却負荷の減少をもたらし得る。密閉空間の冷却負荷の減少は、ヒートポンプのエネルギー消費をほぼ相殺し得る。
【００１８】
いくつかの実施形態によると、清浄器実施形態において利用されるヒートポンプは、暖気源から熱を除去するように構成されてもよい。暖気源は、例えば、冷却機、コンプレッサ、冷却塔、発電機、太陽熱ヒータ、および炉のうちの少なくとも１つを含んでもよい。密閉空間は、密閉空間内に循環空気流を有するＨＶＡＣシステムを含んでもよく、清浄器システム、例えば、空気流の一部を取り込むように構成されてもよい。一部は、約２０％未満であってもよい（例えば）。
【００１９】
いくつかの実施形態によると、ヒートポンプの蒸発器側は、いくつかの清浄器実施形態では、循環する屋内空気と熱連通してもよい。ヒートポンプは、ＨＶＡＣシステム内のヒートポンプであってもよく、ヒートポンプは、冷媒の一部が、その暖かい状態において、熱をパージガスおよび／または１つ以上の吸収材料に送達する要素を通して流動するよう転用され得るような冷媒を含んでもよい。いくつかの実施形態では、冷媒流の約５０％未満は、パージガスおよび１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように転送されてもよい。いくつかの実施形態では、冷媒流の約２０％未満が、パージガスおよび１つ以上の吸収材料のうちの少なくとも１つを加熱するように転送されてもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態によると、制御システム（例えば、コントローラ）を介して、いくつかの清浄器システム実施形態を制御するためのコンピュータ実装方法が、提供される。本方法は、例えば、吸収材料の再生サイクルと連動して、ヒートポンプによる１つ以上の吸収材料への熱の送達を制御するステップを含んでもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態によると、本方法はさらに、ヒートポンプが熱を２つ以上の清浄システムに提供するように構成され得るように、２つ以上の清浄システムおよび単一または１つ以上のヒートポンプを制御する構成を含んでもよい。本方法はさらに、熱をヒートポンプから１つ以上の清浄システムに提供するために構成される、導管網を提供するステップを含んでもよい。本方法はさらに、例えば、再生が要求されるとき、再生熱が各清浄システムに利用可能になり得るように、ヒートポンプ、導管網、および１つ以上の清浄システムの協調を制御するために構成される、制御システムを提供するステップを含んでもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態によると、ヒートポンプ、導管網、および１つ以上の清浄システムのうちの少なくとも１つの協調を制御し得る、いくつかの実施形態による１つ以上の清浄システムのための制御システムが、提供される。したがって、いくつかの実施形態では、そのような制御システムは、以下のパラメータのうちの少なくとも１つに従って、制御を提供する。
−密閉空間内の１つ以上の面積の占有レベル
−密閉空間の１つ以上の面積内を循環する屋内空気中に含有されるガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベル
−１つ以上の吸収材料中に蓄積されたガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベル
−２つ以上の清浄システムのうちの少なくとも１つから流出する空気中のガスおよび／または汚染物質のうちの少なくとも１つのレベル
−屋内空気温度および／または屋内空気湿度レベル
−屋外空気温度および／または屋外空気湿度レベル
−および／または予め設定されたスケジュール
【００２３】
いくつかの実施形態によると、ガスおよび／または汚染物質の混合物から流入汚染物質を清浄し、それによって、ガスの混合物から汚染物質を除去するための清浄器を含む、清浄システムが、提供される。清浄器は、吸収材料による汚染物質の吸収および１つ以上の吸収材料の再生のための吸収および／または原位置再生サイクルとともに繰り返し使用されるように構成される、１つ以上の吸収材料と、パージガスの温度を上昇させるために使用される、パージガスが、１つ以上の吸収材料（例えば）を再生するために提供される、ヒートポンプシステムとを含んでもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態によると、ガスおよび／または汚染物質の混合物から流入汚染物質を清浄し、それによって、ガスの混合物から汚染物質を除去するための清浄器を含む、清浄システムが、提供される。清浄器は、それぞれ、１つ以上の吸収材料による汚染物質の吸収および１つ以上の吸収材料の再生のための吸収および／または原位置再生サイクルとともに繰り返し使用されるように構成される、１つ以上の吸収材料を含んでもよい。本システムは、凝縮器−蒸発器ループ内で冷媒流体を使用する、冷却機、すなわち、内蔵冷却機と統合された空調ユニットと、清浄器再生サイクルの間、暖かい冷媒を冷却機から清浄器に搬送し、熱を清浄器に送達するように構成される、導管またはパイプとを含んでもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態によると、密閉空間内の屋内空気を処理するための方法が提供され、本方法は、屋内空気中を流動するガスの混合物から流入汚染物質を清浄し、それによって、ガスの混合物から汚染物質を除去するための清浄器を提供するステップを含む。清浄器は、１つ以上の吸収材料による汚染物質の吸収および／または１つ以上の吸収材料の再生のための吸収および／または原位置再生サイクルとともに繰り返し使用されるように構成される、１つ以上の吸収材料を含んでもよい。本方法はさらに、ヒートポンプシステムによって、パージガスの温度を上昇させるステップを含んでもよく、例えば、パージガスは、吸収材料を再生するために加熱されてもよい。
【００２６】
いくつかの実施形態によると、密閉空間内の屋内空気を処理するための方法が、提供され、本方法は、屋内空気中を流動するガスの混合物から流入汚染物質を清浄し、それによって、ガスの混合物から汚染物質を除去するための清浄器を提供するステップを含む。清浄器は、１つ以上の吸収材料による汚染物質の吸収および／または１つ以上の吸収材料の再生のための吸収および／または原位置再生サイクルとともに繰り返し使用されるように構成される、１つ以上の吸収材料を含んでもよい。本方法はさらに、凝縮器−蒸発器ループ内で冷媒流体を使用する、冷却機、例えば、内蔵冷却機と統合された空調ユニットを提供するステップと、例えば、清浄器再生サイクルの間、熱を清浄器に送達するための導管またはパイプを介して、加熱された冷媒を冷却機から清浄器に搬送するステップとを含んでもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態によると、密閉空間からの屋内空気流のガスの混合物の少なくとも一部を清浄するためのコンピュータ実装方法が、提供され、清浄は、ガスおよび／または汚染物質の混合物から少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質を除去するためのものである。本方法は、ガスおよび／または汚染物質の混合物から少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質を除去するためのプロセスを制御する、コントローラを介して実施されてもよく、コントローラは、１つ以上の吸収材料を有する清浄器システム、１つ以上の吸収材料を再生するように構成される、再生手段、再生温度において、１つ以上の吸収材料を再生するように構成される、パージガスの加熱、パージガスを再生温度まで加熱するためのヒートポンプのうちの１つ以上を制御するように構成される。制御は、屋内空気のうちの少なくとも一部を１つ以上の吸収材料上を流動させ、パージガスをヒートポンプで再生温度まで加熱し、例えば、所定の時間周期の間の再生サイクルの間、パージガスを１つ以上の吸収材料上および／またはそれを通して流動させることによって、再生手段を介して、１つ以上の吸収材料を周期的に再生することによって、屋内空気を清浄するステップを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本主題は、付随の図面を参照して説明される。図面中、類似参照番号は、同じまたは機能敵に類似する要素を示す。加えて、適用可能である場合、参照番号の最左数字は、参照番号が最初に表出する図面を識別する。
【図１Ａ】図１Ａ−１Ｃはそれぞれ、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【図１Ｂ】図１Ａ−１Ｃはそれぞれ、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【図１Ｃ】図１Ａ−１Ｃはそれぞれ、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【図２】図２は、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【図３Ａ】図３Ａおよび３Ｂはそれぞれ、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【図３Ｂ】図３Ａおよび３Ｂはそれぞれ、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【図４】図４は、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【図５】図５は、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【図６】図６は、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプを備える、空気管理システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
二酸化炭素（ＣＯ２）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、および屋内空気からの他の望ましくない物質等の屋内汚染物質の清浄は、ビル、住宅、車両、および任意の密閉空間内の屋内空気品質を改善することができる。また、屋外空気換気をほとんど使用せず、より良好な屋内空気品質を達成するのに役立ち得、ひいては、そのような換気のために使用される屋外空気を冷却、加熱、および別様に調整することと関連付けられたエネルギー消費の多くを節約することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態によると、空気処理システムは、清浄システムを含んでもよい。空気処理システムは、ＨＶＡＣシステムを備える空気管理システム内に提供されてもよい。清浄システムは、還気中に存在するガスおよび／または汚染物質の混合物を含み得る、少なくとも１つの望ましくない物質の濃度を低下させるように提供されてもよい。還気は、典型的には、密閉空間からの循環する屋内空気である。清浄システムは、そこに物質を誘引し、物質を捕捉するための清浄器を備えてもよい。清浄器の実施例は、本出願人の米国特許第８１５７８９２号に開示されており、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。清浄器は、その中を流動する空気から望ましくない物質を捕捉するための任意の好適な材料を備えてもよい。例えば、ＣＯ２は、吸収材料または吸収剤を備え得る、清浄器によって除去されることができる。いくつかの実施形態では、吸収材料または吸収剤は、本出願人のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０３８３４３号（参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる）に開示されるようなアミン系化合物を支持する個体を含んでもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態によると、清浄器は、以下の図１Ａ−６を参照してさらに説明されるように、空気流全体の一部を占める、平行または「迂回」経路を形成してもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態によると、有限量の吸収剤で、長時間、比較的に大量の屋内循環空気を処理する必要性のため、吸収−再生サイクルを用いて、同一の吸収剤の少なくとも一部を継続敵に再使用することが有利となり得る。再生は、実質的に、自動的に、かつ主に、原位置で、すなわち、吸収剤または清浄器の部品を移動させる必要なく、行われ得る。概して、原位置再生は、例えば、適切なダンパまたはファンあるいは空気流を制御するための任意の他の好適な手段をアクティブ化または修正することによって、空気流を再指向することによってもたらされてもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態によると、再生は、吸収剤を加熱することによって促進されてもよい。吸収剤を再生するように構成される、再生手段が、提供されてもよい。再生手段は、再生温度において、吸収剤を再生するように構成される、パージガスを備える、または含んでもよく、あるいはいくつかの実施形態では、再生手段は、パージ空気流（例えば、吸収材料と比較して高温）、ヒートポンプ（例えば、熱をパージ空気流に提供する）、ならびに空気流（例えば、パージ空気流）を吸収材料に／その上に／それを通して指向するための導管および弁およびファン、ならびにパージ空気流および／または吸収材料を加熱するための熱源（例えば、ヒートポンプ）のうちの少なくとも１つであってもよい。したがって、吸収剤は、例えば、暖気または他の暖かいパージガスの流動で洗浄することによって、繰り返し再生されることができる。いくつかの実施形態によると、再生手段は、加熱要素または任意の他の好適な構造によって、直接、吸収剤に印加される熱を備えてもよい。
【００３４】
最小限のエネルギー消耗を伴って、再生のために要求される暖かいパージガスを産生するための多くの方法が存在する。
【００３５】
ある実施形態によると、高エネルギー効率用途のために設計された温度スイング吸収−再生システムと併せたヒートポンプのいくつかの構成の使用が、説明される。
【００３６】
概して、ヒートポンプは、その通常方向と反対に熱を移動させる、すなわち、より低い温度の蒸発器領域から熱を除去し、熱をより高い温度の凝縮器領域に添加するように、「凝縮器−蒸発器ループ」とも称される、凝縮および蒸発の閉冷却機ループ内で流体およびコンプレッサを使用する。このように、ヒートポンプは、冷温領域（すなわち、蒸発器側または冷温側）内の周囲環境を継続的に冷却する一方、より暖かい領域（凝縮器側または暖温側）内の周囲を加熱するように作用することができる。冷温装置または冷却機の観点からは、その周囲温度を下回る空気または水または任意の流体の冷却を可能にし、加熱器の観点からは、従来の抵抗加熱器で同一の熱を産生するために要求されるよりもはるかに少ない電力を使用して、必要とされる場所に熱を送達する。
【００３７】
ヒートポンプは、電力を要求し、エネルギーを消費する。ヒートポンプによって使用される電力がＷによって表され、ヒートポンプの冷温側からの熱除去率がＱである場合、ヒートポンプの暖温側に送達される熱は、約Ｑ＋Ｗである。ＱとＷの比率は、ヒートポンプの性能係数（ＣＯＰ）である。例えば、ＣＯＰが３である場合、Ｑ＝３Ｗ、したがって、得られる熱は、Ｑ＋Ｗ＝４Ｗであって、Ｗを使用して送達され、直接、抵抗電気加熱によって熱を産生するより４倍の熱となる。吸収剤を再生するために使用される電力の量を最小限にするために、ヒートポンプは、抵抗加熱等の他の方法と比較して、暖かいパージガスを産生するための電力の効率的使用をもたらす。
【００３８】
ある実施形態では、パージガスは、ファン、送風機、またはポンプ、あるいは任意の他の好適な手段／構造を用いて、吸収剤を通して洗浄される、屋外空気である。パージガス温度は、パージガスを加熱するためのヒートポンプの暖温コイルまたはラジエータ等の加熱要素と直接接触させることによって上昇されてもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態によると、ヒートポンプの冷温側は、ビル等の密閉空間に再流入するのに先立って、循環空気を冷却するために利用され、したがって、空気管理システムの全体的経済的および効果を向上させ得る。
【００４０】
図１Ａ−１Ｃはそれぞれ、本開示のいくつかの実施形態による、ヒートポンプ１１０を備える、空気管理システム１００の略図である。図１Ａ−１Ｃに見られるように、密閉空間１１６から流出する屋内空気である、循環空気１１４または還気の流れは、そこからの汚染物質の除去のために、入口１２１を介して、清浄器１２０を通して循環されてもよい。
【００４１】
出口１２４を介して、清浄器１２０から流出する、処理された空気１２２は、密閉空間１１６に逆流してもよい。いくつかの実施形態では、処理された空気１２２は、図１Ａ−１Ｃに示されるように、エアハンドリングシステム１３０を通して、密閉空間１１６に流動してもよい。いくつかの実施形態では、処理された空気１２２は、直接、密閉空間１１６に流動してもよい。いくつかの実施形態では、処理された空気１２２の一部は、エアハンドリングシステム１３０を通して流動してもよく、一部は、直接、密閉空間１１６に流動してもよい。
【００４２】
清浄器１２０は、空気管理システム１００内の任意の好適な場所に設置されてもよい。いくつかの実施形態では、清浄器１２０は、図１Ａ−１Ｃに示されるように、エアハンドリングシステム１３０と並列に設置されてもよい。いくつかの実施形態では、清浄器１２０は、エアハンドリングシステム１３０と直列に設置されてもよい（図示せず）。
【００４３】
エアハンドリングシステム１３０は、密閉空間１１６に流入するのに先立って、空気を調整するために提供されてもよい。調整は、例えば、冷却、除湿、および／または加熱を含んでもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態によると、清浄器１２０は、密閉空間１１６に流動する受容された循環空気１１４の少なくとも一部を取り込むように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、循環空気の約１％〜約５０％が、清浄器１２０に転用されてもよく、循環空気の残りは、清浄器１２０を迂回することができる。いくつかの実施形態では、循環空気１１４の約３％〜約２５％が、清浄器１２０に転用されてもよく、循環空気１１４の残りは、清浄器１２０を迂回してもよい。いくつかの実施形態では、循環空気１１４の約５％〜約１５％が、清浄器１２０に転送されることができ、循環空気１１４の残りは、清浄器１２０を迂回することができる。
【００４５】
密閉空間１１６はオフィスビル、商業環境またはビル、銀行、居住環境またはビル、住宅、学校、工場、病院、店舗、モール、屋内娯楽施設、貯蔵設備、研究室、車両、航空機、船、航洋船、または航洋船のキャビンを含む、船舶、バス、映画館、部分的および／または完全密閉競技場、教育施設、図書館、および／または、時として、機器、材料、生存占有者（例えば、ヒト、動物、合成有機体等）等、および／または任意のそれらの組み合わせによって占有される、他の部分的および／または完全密閉構造および／または施設であってもよい。いくつかの実施形態では、密閉空間１１６は、屋外空気へのアクセスを有してもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態では、吸収剤（図示せず）は、清浄器１２０の内側に設置されてもよく、流動空気から汚染物質を捕捉するように構成されてもよい。再生の間、屋内循環空気１１４は、清浄器１２０によってもはや収集されず、代わりに、パージガス１４０の流れが、入口１４４を介して、清浄器１２０の中に導入され、出口１４８を介して排出されてもよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、パージガス１４０は、屋外空気であってもよく、故に、入口１４４は、屋外空気入口であって、屋外空気温度において、屋外空気を受容する。出口１４８は、屋外空気出口であってもよい。再生を促進するために、熱が、パージガス１４０または吸収剤自体に送達されてもよい。ヒートポンプ１１０は、熱をパージガス１４０および／または吸収剤に送達するように構成されてもよい。いくつかの構成は、熱がパージガス１４０および／または吸収剤に送達される方法に影響を及ぼし、ヒートポンプ１１０によって引き込まれる熱源に影響を及ぼすように実装されることができる。
【００４８】
図１Ａに示されるようないくつかの実施形態によると、流入パージガス１４０は、ヒートポンプ１１０の凝縮器側１５０と直接接触することによって加熱されてもよく、パージガス１４０は、熱を清浄器１２０内の吸収剤に搬送してもよい。
【００４９】
図１Ｂに示されるようないくつかの実施形態によると、流入パージガス１４０は、ヒートポンプ１１０から熱を受容する、加熱要素１５４と接触することによって加熱されてもよい。加熱要素１５４は、例えば、コイル等、熱を提供するための任意の好適な要素を備えてもよい。
【００５０】
図１Ｃに示されるようないくつかの実施形態によると、熱は、吸収剤およびヒートポンプ１１０の凝縮器側１５０と熱接触する、１つ以上の導管または熱導体１５６によって、直接、清浄器１２０の内側の吸収剤に搬送されてもよい。いくつかの実施形態では、導管１５６は、典型的には、熱を効率的に搬送するように構成される、ヒートパイプであってもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態によると、ヒートポンプ１１０は、屋外空気と接触し、本質的に、屋外空気から熱を引き込む、その蒸発器側１６０と併用されてもよい。
【００５２】
ヒートポンプ１１０のＣＯＰは、とりわけ、ヒートポンプ１１０の暖温側と冷温側（すなわち、凝縮器側１５０と蒸発器側１６０）との間の温度差に依存する。ヒートポンプ１１０は、温度差が増加するにつれて、熱を効率的に圧送するその能力の一部を喪失し得る。吸収剤およびシステム設計パラメータのうちのいくつかに応じて、非限定的実施例では、要求される再生温度は、３０℃の低温から１００℃を優に超える温度まで及び得る。ヒートポンプ１１０の冷温側１６０の周囲が暖かいほど、ヒートポンプ１１０は、パージガス１４０または吸収剤の温度をより効果的に上昇させ得る。典型的には、空調が、空気管理システム１００内で使用中であるとき、多くの場合、屋外空気は、かなり暖かく、本タイプのヒートポンプ用途に向いている。例えば、パージガス１４０は、屋外空気より少なくとも１０℃暖かくあり得る。
【００５３】
いくつかの実施形態では、屋外空気等のパージガス１４０は、屋外温度から再生温度まで加熱されてもよい。再生温度は、任意の好適な温度であって、典型的には、約３０〜１２０℃の範囲内であってもよい。代替として、再生温度は、８０℃未満であってもよい。代替として、再生温度は、５０℃未満であってもよい。代替として、パージガス１４０は、その事前加熱を伴わずに、周囲温度で清浄器１２０に流入してもよい。
【００５４】
パージガス１４０の加熱効率は、屋外温度がそれほど高くないとき等、改良されてもよく、より暖かい空気が、ヒートポンプ１１０の蒸発器側１６０と接触するように送達されてもよい。そのような温度の範囲の実施例は、約３０〜６０℃であってもよい。周囲より暖かい空気が利用可能である場合、ヒートポンプ１１０の蒸発器側１６０の近傍を流動させることによって、その暖気が利用され得る。
【００５５】
図２は、ヒートポンプ１１０の性能および効率が、どのように、その蒸発器側１６０を機械室または任意の数の他の源１７０内で利用可能であり得るような暖気と近接または熱接触させることによって向上され得るかを図式的に示す。ＨＶＡＣシステムと関連付けられたコンプレッサ、冷却機、および冷却塔は、類似方式において、蒸発器側１６０と接触され得る、暖気を産生し得る。炉、太陽熱ヒータ、および発電機もまた、外部温度より暖かい空気の利用可能な源１７０であり得る。熱はまた、任意の数の源１７０から利用可能な水または流れからヒートポンプ１１０の中に引き込まれることができる。いくつかの実施形態では、ヒートポンプ１１０は、冷却塔内の温水から熱を引き込んでもよい。別の実施形態では、ビルの温水が、ヒートポンプ１１０の性能を高めるために使用されてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、熱源１７０は、ヒートポンプ蒸発器側１６０にすぐ近接しておらず、導管１７２およびファン（図示せず）または他の好適な手段／構造を介して、ヒートポンプ１１０に搬送されることができる。
【００５７】
図３Ａおよび３Ｂに示されるようないくつかの実施形態では、ＨＶＡＣシステムの主要ヒートポンプ１８０が、再生のためのヒートポンプとしての二次機能を提供するために使用されることができる（循環する屋内空気を調整するその主要な役割に加え）。ＨＶＡＣシステムは、冷却モードでは、エアハンドリングシステム１３０内のコイルを冷却するために使用される、コンプレッサベースのヒートポンプを有する。図３Ａに示されるようないくつかの実施形態では、主要ヒートポンプ１８０は、エアハンドリングシステム１３０と統合される。言い換えると、ＨＶＡＣシステムの空調ユニットは、内蔵冷却機と統合されてもよい。本統合された構成は、「パッケージ化ユニット」と称され得る。
【００５８】
図３Ｂに示されるような他の実施形態では、冷却機は、エアハンドリングシステム１３０から別個であってもよく、それと流体連通する。両実施形態では、冷媒流体は、蒸発器側（図示せず）で膨張および冷却され、凝縮器側１８４で圧縮および加熱されてもよい。高温の圧縮された冷媒の一部は、コイルまたは任意の好適な加熱要素１８６あるいは熱を送達する任意の他の好適な要素を介して、熱をパージガス１４０および／または吸収剤に送達するために使用されることができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、特殊導管またはパイプ１８８が主要ヒートポンプ１８０の冷媒ループの凝縮器に接続され、高温冷媒の一部が、パージガス加熱要素１８６または吸収剤自体に送達されることを可能にし、次いで、主要ヒートポンプ１８０の冷媒ループ（図示せず）に逆流させる。本実施形態は、製造時に、または清浄器１２０が改造部品としてＨＶＡＣシステムに追加されるとき、既存のヒートポンプまたは冷却機の修正として、実装されることができる。清浄器１２０に転用される全体的冷媒の一部は、それほど大きくある必要はない。いくつかの実施形態では、実質的に、冷媒流の半分未満である。いくつかの実施形態では、実質的に、冷媒流の２０％未満である。他の実施形態では、冷媒流の１０％未満であってもよい。ポンプ（図示せず）が、転用された暖かい流体を清浄器１２０に向かって指向するために使用されてもよい。
【００６０】
図４に示されるようないくつかの実施形態では、専用ヒートポンプ１１０が、密閉空間１１６、典型的には、ＨＶＡＣシステムを伴うビル内で再生熱を送達するように構成されてもよい。ヒートポンプ１１０の蒸発器側１６０は、循環する屋内空気と直接または間接接触してもよい。図４に示されるようないくつかの実施形態では、蒸発器側１６０は、清浄器１２０の上流または下流にかかわらず、ダクト１９１を介して、還気ダクト１９０内を流動する循環空気１１４と直接または間接接触してもよい。いくつかの実施形態では、蒸発器側１６０は、エアハンドリングシステム１３０から流出する循環する屋内空気と直接または間接接触してもよい。いくつかの実施形態では、蒸発器側１６０は、密閉空間１１６内の屋内空気と直接または間接接触してもよい。したがって、ヒートポンプ１１０は、循環する屋内空気と熱連通し、そこから熱を除去し、並行して、パージガス１４０または吸収剤を加熱してもよい。
【００６１】
ヒートポンプ１１０が循環する屋内空気と直接または間接接触し得る、本構成は、全体的システム効率を改善することができる。その理由は、ヒートポンプ１１０が屋内空気から熱を除去し得るにつれて、密閉空間１１６に供給する主要冷却機、空調ユニット、またはエアハンドリングシステム１３０にかかる熱負荷に応じた減少の利点をもたらし、ひいては、冷却機、空調ユニット、またはエアハンドリングシステム１３０内のエネルギー節約に変換されるためである。清浄器ヒートポンプのＣＯＰが、主要空調のものと類似する場合、後者のエネルギー節約は、ヒートポンプ１１０によって使用される電力Ｗをほぼ相殺する。したがって、ヒートポンプ１１０は、循環する屋内空気から熱を除去し、並行して、パージガス１４０を加熱するように構成されてもよい。理論上、相殺は、ヒートポンプ１１０の効率が、その冷却負荷が相殺される、冷却機の効率と同一である場合、ぴったりとなるであろう。本構成では、パージガスヒートポンプ１１０は、事実上、最小限の付加的全体的エネルギー消費を伴って動作され得、パージガス１４０に送達される熱は、本質的に、ゼロまたは最小エネルギーコストで得られ得る。
【００６２】
パージガス１４０の温度を上昇させるためのヒートポンプ１１０は、任意のタイプの屋内空気清浄用途において実装されることができる。いくつかの実施形態では、屋内空気清浄用途は、図１Ａ−４に示されるような中央ＨＶＡＣシステム等の中央エアハンドリングユニットシステムを含んでもよい。中央ＨＶＡＣシステムは、屋内空気を循環させるためのダクトを備えてもよい。
【００６３】
いくつかの実施形態では、屋内空気清浄用途は、概して、より小型および／または局所空気循環システム１９２を密閉空間１１６の実質的に各部屋または面積１９４内に伴う、あるいは単一局所空調ユニットを伴う、図５に示されるようなファン−コイルタイプシステムを含んでもよい。空気循環システム１９２は、その調整のための屋内循環空気１１４の少なくとも一部を受容する。ファン−コイルタイプシステムは、典型的には、屋内空気を循環させるためのダクトを備えない。
【００６４】
いくつかの実施形態では、清浄器１２０は、ＨＶＡＣシステムに取着または関連しなくてもよく、図６に示されるような独立型の単独清浄器であることができる。独立型清浄器は、パージガス１４０へのアクセスを伴う入口１４４と、そこからパージガス１４０を排出するための出口１４８とを備えてもよい。いくつかの実施形態では、清浄器１２０は、本質的に、ＨＶＡＣを伴わない、換気および清浄のみが存在する用途において実装されてもよい。
【００６５】
前述のように、図５に示されるようないくつかの実施形態では、密閉空間１１６の部屋または面積１９４内あるいは密閉空間１１６近傍の種々の場所に分散される、比較的に小規模な清浄器１２０等、複数の清浄器１２０が、存在してもよい。いくつかの実施形態では、これらの清浄器１２０は全て、隣接するヒートポンプ１１０を有し、再生熱を提供してもよい。いくつかの実施形態では、再生のための熱を産生する、単一遠隔ヒートポンプ１１０が、存在し得、熱は、適切なパイプまたは導管または導管網１９６を通して、加熱された流体の形態において、凝縮器側１５０から、概して、清浄器１２０のそれぞれに送達される。
【００６６】
熱は、図１Ａ−４を参照して説明される方法のいずれか１つ等の任意の好適な様式において、複数の清浄器１２０に送達されてもよい。
【００６７】
いくつかの実施形態では、共有ヒートポンプ１１０が、任意の所与の時間に、清浄器１２０のサブセットのみ、再生モードにおいて、熱を使用する一方、他は、使用しないように、複数の清浄器１２０の吸収および再生サイクルのタイミング意図的に図ることによって、複数の清浄器１２０により効果的に供給してもよい。実際、これは、熱を複数の清浄器１２０に供給する単一ヒートポンプ３３０の多重化である。熱流は、暖かい流体を清浄器１２０に搬送する分岐流体導管網１９６を通して管理されることができる。いくつかの実施形態では、流体は、液体をヒートポンプ１１０から複数の清浄器１２０に送達するための導管１９８を介して、パージガス１４０または吸収剤を加熱するために、熱を各清浄器の入口１４４に搬送する液体を備えてもよい。液体は、排出されてもよく、または戻り導管１９９を介して、ヒートポンプ１１０に逆流してもよい。いくつかの実施形態では、流体は、パージガス１４０を備えてもよい。
【００６８】
導管網１９６内を流動する流体は、各清浄器１２０が再生を受ける適切なときに、適切な清浄器１２０に選択的に導向されてもよい。複数の清浄器１２０の再生サイクルならびに共有ヒートポンプ１１０および流体またはパージガス１４０を各清浄器１２０に搬送するネットワークの協調は、適切な弁、ダンパ、ファン、ポンプ、および他の要素（図示せず）をアクティブ化する、中央プログラム可能電子制御ユニット等の制御システム２００によって促進されることができる。複数の清浄器１２０は、２つ以上の共有ヒートポンプ１１０と流体連通してもよいことに留意されたい。
【００６９】
いくつかの実施形態では、共有ヒートポンプ構成内の具体的清浄器１２０への熱供給のタイミングは、再生を開始するための具体的清浄器１２０の必要性ならびに再生の準備ができた他の清浄器１２０の待ち行列を含む、いくつかのパラメータに基づいて、動的に判定されてもよい。清浄器１２０は、異なる清浄器１２０が再生を要求する程度によって、相互に異なってもよい。再生度は、吸着剤の飽和レベルならびに同時屋内空気品質パラメータから生じ得る。いくつかの実施形態では、共有ネットワーク内の再生のタイミングは、少なくとも部分的に、予め設定されたスケジュールに基づくことができる。いくつかの実施形態では、複数の清浄器１２０への選択的熱の導向ならびにヒートポンプ１１０および複数の清浄器１２０のアクティブ化（すなわち、吸収または再生）は、密閉空間１１６の占有レベル、密閉空間１１６内を循環する屋内空気中に含有される汚染物質のレベル、吸収剤中に蓄積される汚染物質の計算されたレベル、吸収剤を通して通過後、清浄器から流出する処理された空気１２２中の汚染物質のレベル、屋内空気温度および／または屋内空気湿度レベル、屋外空気温度および／または屋外空気湿度レベル、ならびにＨＶＡＣシステムのアクティブ化を判定する、予め設定されたスケジュールのうちの少なくとも１つのパラメータに従って、制御されてもよい。
【００７０】
制御システム２００は、図１Ａ−６の実施形態において使用され、再生サイクル（例えば、温度スイング吸収サイクル）と連動して、ヒートポンプ１１０から清浄器１２０への熱送達を制御してもよいことに留意されたい。
【００７１】
別の実施形態は、図６に描写される。ここでは、独立型清浄器１２０は、ＨＶＡＣシステムの中に統合されるのではなく、ビル等の密閉空間１１６の内側に位置する。本実施形態では、エアハンドリングシステム１３０が、図６に示されるように含まれてもよく、または省略されてもよい。吸収モードでは、清浄器１２０は、密閉空間１１６から屋内循環空気１１４を引き込んでもよく、処理された空気をすぐに同一の密閉空間１１６に送り返し、したがって、その吸着剤によって捕捉される望ましくない汚染物質を排除する役割を果たしてもよい。再生の間、屋外空気等のパージガス１４０が、入口１４４を介して、清浄器１２０にもたらされ、出口１４８を介して、排出されてもよい。パージガス１４０は、隣接するヒートポンプ１１０または任意の好適な場所に設置されたヒートポンプ１１０によって加熱されてもよい。ヒートポンプ１１０の蒸発器側１６０は、周囲環境等の密閉空間１１６の外側の適切な源から熱を引き込むために使用されることができる。代替として、ヒートポンプ１１０は、密閉空間１１６から熱を引き込み、したがって、冷却を密閉空間１１６に提供する付加的利点をもたらし得る。
【００７２】
熱は、図１Ａ−４を参照して説明される方法の任意の１つ等の任意の好適な様式において、清浄器１２０に送達されてもよい。
【００７３】
図１Ａ−６を参照して、送風機、ダンパ、弁、ファン、またはシャッタ等の任意の他の好適な手段／構造が、清浄器１２０またはヒートポンプ１１０あるいは空気管理システム１００の任意の他の構成要素に流入する、および／またはそこから流出する、空気の体積を制御するために使用されてもよいことに留意されたい。
【００７４】
いくつかの実施形態では、図１Ａ−６を参照して説明されるような少なくとも１つのガスおよび／または汚染物質を清浄するための方法は、制御システム２００によって行われ得る、コンピュータ実装方法であってもよい（図５）。本方法は、再生温度において、本開示による清浄器システム実施形態のいくつかの吸収材料を再生するように、再生手段を構成するステップを含んでもよい。本方法はまた、ヒートポンプ１１０を制御し、パージ空気流を再生温度まで加熱するステップを含んでもよい。本方法はさらに、屋内空気のうちの少なくとも一部を吸収材料上に流動させ、パージ空気流をヒートポンプ１１０で再生温度まで加熱することによって、屋内空気を清浄するステップを含んでもよい。本方法は、所定の時間周期の間の再生サイクルの間、パージ空気流を吸収材料上および／またはそれを通して流動させることによって、再生手段を介して、吸収材料を周期的に再生するステップを含んでもよい。
【００７５】
開示される実施形態のいくつか、特に、清浄、再生および同等物、ならびにその制御のために論じられたプロセスの少なくともいくつか（または、その一部）の種々の実装は、デジタル電子回路、集積回路、特殊設計ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合わせにおいて実現されてもよい。制御システム２００と関連付けられるようなこれらの種々の実装は、例えば、記憶システム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスからデータおよび命令を受信し、そこにデータおよび命令を伝送するように連結される、特殊または汎用であり得る、少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含む、プログラマブルシステム上の実行可能および／または解釈可能な１つ以上のコンピュータプログラム内の実装を含んでもよい。
【００７６】
そのようなコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られる）は、プログラマブルプロセッサのための機械命令／コードを含み、例えば、高レベルプロシージャおよび／またはオブジェクト指向プログラミング言語、および／またはアセンブリ／機械言語で実装されてもよい。本明細書で使用されるように、用語「機械可読媒体」は、機械可読信号として機械命令を受信する、機械可読媒体を含む、機械命令および／またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される、任意のコンピュータプログラム製品、装置、および／またはデバイス（例えば、例えば、磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）を含む、非一過性媒体）を指す。用語「機械可読信号」は、機械命令および／またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される、任意の信号を指す。
【００７７】
ユーザとの相互作用を提供するために、本明細書に説明される主題は、情報をユーザに表示するためのディスプレイデバイス（例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタおよび同等物）と、ユーザが入力をコンピュータに提供し得る、キーボードおよび／またはポインティングデバイス（例えば、マウスまたはトラックボール、タッチスクリーン）とを有する、コンピュータ上に実装されてもよい。例えば、本プログラムは、分配ユニット、遠隔制御、ＰＣ、ラップトップ、スマートフォン、メディアプレーヤ、または携帯端末（「ＰＤＡ」）によって記憶、実行、および動作されることができる。他の種類のデバイスも同様に、ユーザとの相互作用を提供するために使用されてもよい。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック）の任意の形態であってもよく、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力を含む、任意の形態で受信されてもよい。
【００７８】
本明細書に説明される主題のある実施形態は、バックエンド構成要素（例えば、データサーバ等）を含む、またはミドルウェア構成要素（例えば、アプリケーションサーバ）を含む、またはフロントエンド構成要素（例えば、ユーザが本明細書に説明される主題の実装と相互作用し得る、グラフィカルユーザインターフェースまたはウェブブラウザを有する、クライアントコンピュータ）を含む、またはそのようなバックエンド、ミドルウェア、またはフロントエンド構成要素の任意の組み合わせを含む、コンピューティングシステムおよび／またはデバイス内に実装されてもよい。システムの構成要素は、デジタルデータ通信の任意の形態または媒体（例えば、通信ネットワーク）によって相互接続されてもよい。通信網の実施例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、およびインターネットを含む。
【００７９】
前述のいくつかのそのような実施形態による、コンピューティングシステムは、クライアントおよびサーバを含んでもよい。クライアントおよびサーバは、概して、相互から遠隔にあって、典型的には、通信ネットワークを通して相互作用する。クライアントおよびサーバの関係は、個別のコンピュータ上で起動し、相互にクライアント−サーバ関係を有する、コンピュータプログラムによって生じる。
【００８０】
本願の任意の場所に提示される、特許、特許出願、記事、ウェブページ、書籍等を含むが、それらに限定されない、刊行物または他の文書のあらゆる参照は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【００８１】
デバイス、システム、および方法の例示的実施形態が、本明細書に説明された。いずれかに注記され得るように、これらの実施形態は、限定ではなく、例証目的のためだけに説明されている。他の実施形態も、可能性として考えられ、本開示によって支持かつ有効とされ、本明細書に含有される教示から明白となるであろう。したがって、本開示の幅および範囲は、前述の実施形態のいずれかによって限定されるべきではなく、本開示およびその均等物によって支持される請求項に従ってのみ定義されるべきである。さらに、本開示の実施形態は、汚染物質清浄に対応する任意の特徴を含む、任意の他の開示される方法、システム、およびデバイスからの任意の要素／特徴をさらに含み得る、方法、システム、およびデバイスを含んでもよい。言い換えると、ある開示される実施形態および／または別の開示される実施形態からの１つ以上の特徴は、他の開示される実施形態からの１つ以上の特徴と互換可能であってもよく、ひいては、さらなる実施形態に対応する。さらに、開示される実施形態の１つ以上の特徴は、除去されてもよく、依然として、特許可能主題（したがって、本開示のさらなる実施形態）をもたらし得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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