(57)【要約】  二酸化炭素を含有する処理対象ガスを含む空調対象空間Ｒに用いられる空調装置５０であって、処理対象ガスが流通する吸着塔１０と、吸着塔１０内の吸着材充填部１１に充填された吸着材の造粒物９と、吸着材充填部１１に設けられた発熱体２０及び伝熱体３０と、を備え、伝熱体３０は、処理対象ガスの流通方向に延び、吸着材は、処理対象ガスに接触すると二酸化炭素を吸着し、加熱されると吸着材に吸着した二酸化炭素を脱着する。
2018150583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を含有する処理対象ガスを含む空調対象空間に用いられる空調装置であって、
前記処理対象ガスが流通する吸着塔と、前記吸着塔内の吸着材充填部に充填された吸着材の造粒物と、前記吸着材充填部に設けられた発熱体及び伝熱体と、を備え、
前記伝熱体は、前記処理対象ガスの流通方向に延び、
前記吸着材は、前記処理対象ガスに接触すると前記二酸化炭素を吸着し、加熱されると前記吸着材に吸着した前記二酸化炭素を脱着する、空調装置。
【請求項２】
前記伝熱体は、前記発熱体に接続されている、請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記発熱体は、前記処理対象ガスの流通方向における上流側に位置する、請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記吸着材充填部では、前記処理対象ガスが下方から上方に流通する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記伝熱体は、前記吸着材充填部における前記処理対象ガスの流通方向に延びる軸部と、前記軸部に接続され、当該軸部から離れる方向に向けて延びる熱拡散部と、を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項６】
前記伝熱体は、前記軸部の延在方向に沿って複数の前記熱拡散部を有する、請求項５に記載の空調装置。
【請求項７】
複数の前記熱拡散部のうち、前記発熱体から遠くに位置する熱拡散部は、前記発熱体の近くに位置する熱拡散部よりも、前記流通方向と直交する直交方向における長さが長い、請求項６に記載の空調装置。
【請求項８】
前記熱拡散部は、前記軸部の延在方向にも延びる、請求項５に記載の空調装置。
【請求項９】
前記伝熱体は、前記軸部の周方向に沿って複数の前記熱拡散部を有する、請求項８に記載の空調装置。
【請求項１０】
前記熱拡散部は、前記発熱体から遠くなるほど、前記流通方向と直交する直交方向における長さが長い、請求項８又は９に記載の空調装置。
【請求項１１】
前記吸着材充填部を画成する外壁に接続され、当該外壁から離れる方向に向けて延びる冷却部材を更に備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１２】
前記冷却部材は、前記処理対象ガスの流通方向に沿って複数設けられている、請求項１１に記載の空調装置。
【請求項１３】
複数の前記冷却部材のうち、前記発熱体から遠くに位置する冷却部材は、前記発熱体の近くに位置する冷却部材よりも、前記外壁から離れる方向における長さが短い、請求項１２に記載の空調装置。
【請求項１４】
前記吸着材充填部の空隙率が６０〜９０％である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１５】
前記吸着材の造粒物がセリウム酸化物及びバインダーを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１６】
前記処理対象ガスを処理して達成できる二酸化炭素濃度が５０００ｐｐｍ以下である、請求項１５に記載の空調装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の空調装置を複数備える、空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置及び空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、温室効果ガスの排出による地球温暖化が世界的な問題となっている。温室効果ガスとしては、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ４）、フロン類（ＣＦＣｓ等）などが挙げられる。温室効果ガスの中でも二酸化炭素の影響が最も大きく、二酸化炭素（例えば、火力発電所、製鉄所等から排出される二酸化炭素）の除去方法の構築が求められている。【０００３】
また、二酸化炭素は眠気、人体の体調等に影響を与えることが知られている（特許文献１及び２参照）。人の密度が高い空間（ビル、車輛等）においては、人の呼気により室内の二酸化炭素濃度（以下、場合により「ＣＯ２濃度」という）が上昇しやすく、労働安全衛生法の事務所衛生基準規則において室内のＣＯ２濃度は、５０００ｐｐｍ以下に調整されるべきことが規定されている。そのため、ＣＯ２濃度が５０００ｐｐｍを超過しないように換気することでＣＯ２濃度を調整する場合がある。【０００４】
室内空気と外気とを素早く換気するためには、ブロア等の送風装置を稼働させる必要がある。また、外から取り込む空気（外気）は温度及び湿度が調整されていないため、夏季には冷房を稼働させ、冬季には暖房を稼働させる必要がある。これらの理由から、室内のＣＯ２濃度上昇は、空調に伴う消費電力の増加の要因となっている。【０００５】
換気による室内の二酸化炭素の減少量（ＣＯ２減少量）は、下記式で表される。下記式において、左辺のＣＯ２減少量が、人の呼気によるＣＯ２増加量と同等であればＣＯ２濃度を一定に保つことができる。
ＣＯ２減少量＝（室内のＣＯ２濃度−外気のＣＯ２濃度）×換気量【０００６】
しかしながら、近年では、外気のＣＯ２濃度が増加しているため、室内とのＣＯ２濃度差が小さくなっている。そのため、ＣＯ２濃度を調整するために必要な換気量も増加している。今後、外気のＣＯ２濃度が更に増加した場合、換気によるＣＯ２濃度の調整では消費電力が増加すると考えられる。【０００７】
前記課題は、外気との換気により生じるものである。そのため、換気以外の方法を用いて二酸化炭素を選択的に除去できれば、換気量を低減でき、結果として、空調に伴う消費電力を低減できる可能性がある。【０００８】
また、空気の存在する外気から遮断された空間（宇宙ステーション、潜水艇等）においては、外気と室内空気との換気が困難であるため、換気以外の方法により二酸化炭素を選択的に除去する必要がある。【０００９】
前記課題の解決策としては、ＣＯ２吸着材（以下、単に「吸着材」という。）を用いて二酸化炭素を分離及び回収する方法（ＣＯ２分離回収法）が挙げられる。吸着材としては、例えば、ゼオライトが知られている（例えば、下記特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２３０１３１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１８５１７号公報
【特許文献３】特開２０００−１４０５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、吸着材を用いて空調対象空間内のＣＯ２の除去を行う場合、吸着塔が用いられることがある。吸着塔を用いる方法では、吸着材の充填量が多い程、ＣＯ２の吸着量が増加し、ＣＯ２の除去効率に優れる傾向がある。一方、通常、吸着材は粉状であるため、吸着材の充填量を増加させると、吸着材が最密充填状態に近づき、処理対象ガスが流通する際の圧力損失が高まる。このため、従来は、ＣＯ２の吸着に多くのエネルギーが必要となっていた。【００１２】
そこで、本発明者らは、吸着材の造粒物を用いることで、処理対象ガスが流通する際の圧力損失を抑えることができ、低エネルギーでより多くの二酸化炭素（ＣＯ２）を吸着できること、すなわち、エネルギー効率に優れることを見いだした。【００１３】
一方、吸着材からＣＯ２を脱着させる方法として熱を用いる方法があるが、吸着材の造粒物を用いた場合には、充填された吸着材全体へ熱が伝わりづらくなり、ＣＯ２の脱着により多くのエネルギーが必要となることが明らかとなった。【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に優れる空調装置及び当該空調装置を備える空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一側面に係る空調装置は、二酸化炭素を含有する処理対象ガスを含む空調対象空間に用いられる。かかる空調装置は、処理対象ガスが流通する吸着塔と、吸着塔内の吸着材充填部に充填された吸着材の造粒物と、吸着材充填部に設けられた発熱体及び伝熱体と、を備える。また、かかる空調装置において、伝熱体は、処理対象ガスの流通方向に延び、吸着材は、処理対象ガスに接触すると二酸化炭素を吸着し、加熱されると吸着材に吸着した二酸化炭素を脱着する。【００１６】
上記空調装置では、発熱体が発する熱が伝熱体に伝わることで、伝熱体の近傍の吸着材の造粒物が加熱される。そして、伝熱体が処理対象ガスの流通方向に延びているため、発熱体が発する熱を、処理対象ガスの流通方向に迅速に伝えることができる。このため、吸着材の造粒物の加熱に要するエネルギーが低減される。すなわち、上記空調装置によれば、優れたエネルギー効率でＣＯ２を脱着することができる。また、上記空調装置では、吸着材の造粒物を用いるため、粉状の吸着材をそのまま用いる場合と比較して、処理対象ガスが吸着塔内を流通する際の圧力損失を抑えることでき、低エネルギーでより多くのＣＯ２を吸着することができる。上記空調装置において圧力損失を低減できる理由は、吸着材の造粒物を用いることで吸着材充填部の空隙率が高まるためであると推察される。また、上記空調装置では、粉状の吸着材をそのまま用いる場合と比較して、ＣＯ２の吸着性にも優れる。上記空調装置がＣＯ２の吸着性に優れる理由は、造粒物中の吸着材が相互に固着した状態で存在しており、固着した吸着材同士の間に形成された間隙においてＣＯ２の物理吸着が起こるためであると推察される。【００１７】
一態様において、伝熱体は、発熱体に接続されている。本態様では、発熱体からの熱が直接伝熱体に伝わるため、発熱体からの熱が吸着材に伝わりやすくなる。その結果、吸着材の加熱に必要なエネルギーを低減することができ、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。【００１８】
一態様において、発熱体は、処理対象ガスの流通方向における上流側に位置する。吸着材から脱着したＣＯ２は発熱体からの熱によって加熱された状態となるため、本態様では、下流側の吸着材が、上流側の吸着材から脱着したＣＯ２（加熱された状態のＣＯ２）によっても加熱されることとなる。したがって、本態様では、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。【００１９】
一態様において、吸着材充填部では、処理対象ガスが下方から上方に流通する。熱は上昇するため、例えば発熱体が上流側（下方）に位置する場合、吸着材充填部全体の昇温が促進される傾向がある。【００２０】
一態様において、上記伝熱体は、吸着材充填部における前記処理対象ガスの流通方向に延びる軸部と、軸部に接続され、軸部から離れる方向に向けて延びる熱拡散部と、を有する。本態様では、流通方向と直交する直交方向にも、伝熱体を介して発熱体が発する熱を伝えることができるため、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。【００２１】
一態様において、伝熱体は軸部の延在方向に沿って複数の熱拡散部を有する。本態様では、軸部の延在方向（処理対象ガスの流通方向）に複数の熱拡散部が設けられることにより、吸着材充填部全体に熱が伝わりやすくなる。このため、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。【００２２】
一態様において、複数の熱拡散部のうち、発熱体から遠くに位置する熱拡散部は、発熱体の近くに位置する熱拡散部よりも、前記流通方向と直交する直交方向における長さが長い。通常、発熱体から遠いほど発熱体の熱が伝わりにくい。本態様によれば、伝熱体により、発熱体の近くよりも、発熱体から遠くにより多くの熱を伝えることができるため、吸着材全体（吸着材充填部全体）に効率良く熱を伝えることができる。すなわち、本態様では、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。【００２３】
一態様において、上記熱拡散部は、軸部の延在方向にも延びる。本態様では、吸着材充填部全体に熱が伝わりやすくなるため、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。【００２４】
一態様において、伝熱体は、軸部の周方向に沿って複数の熱拡散部を有する。本態様では、例えば、軸部の延在方向が上下方向である場合に、吸着材の造粒物を充填しやすくなる。【００２５】
一態様において、上記熱拡散部は、発熱体から遠くなるほど、前記流通方向と直交する直交方向における長さが長い。本態様によれば、伝熱体により、発熱体の近くよりも、発熱体から遠くにより多くの熱を伝えることができるため、吸着材全体（吸着材充填部全体）に効率良く熱を伝えることができる傾向がある。すなわち、本態様では、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。【００２６】
一態様において、空調装置は、吸着材充填部を画成する外壁に接続され、当該外壁から離れる方向に向けて延びる冷却部材を更に備える。吸着材からＣＯ２を脱着した後は、加熱された吸着材を冷却し、再度吸着材にＣＯ２を吸着させることができる。上記空調装置では、冷却部材を介して、加熱された吸着材の熱を吸着材充填部の外部に逃がすことができるため、吸着材を効率よく冷却することができる。すなわち、上記空調装置は、吸着材の冷却効率に優れる傾向がある。【００２７】
一態様において、上記冷却部材は、処理対象ガスの流通方向に沿って複数設けられている。本態様では、吸着材全体（吸着材充填部全体）を効率良く冷却できるため、吸着材の冷却効率に更に優れる傾向がある。【００２８】
一態様において、複数の冷却部材のうち、発熱体から遠くに位置する冷却部材は、発熱体の近くに位置する冷却部材よりも、吸着材充填部の外壁から離れる方向における長さが短い。発熱体により吸着材を加熱する際は、発熱体の近くに位置する吸着材は発熱体から遠くに位置する吸着材よりも高い温度を有する傾向がある。また、冷却部材は、吸着材充填部の外壁から離れる方向における長さが長いほど冷却能力に優れる。本態様では、発熱体に近いほど冷却されやすくなるため、吸着材を冷却する際に、吸着材全体（吸着材充填部全体）を更に効率良く冷却できる傾向がある。すなわち、本態様によれば、吸着材の冷却効率に一層優れる傾向がある。【００２９】
一態様において、吸着材充填部の空隙率は６０〜９０％である。本態様では、処理対象ガスが流通する際の圧力損失を更に低減することができると共に、本願発明の効果が顕著となる傾向がある。【００３０】
一態様において、吸着材の造粒物はセリウム酸化物及びバインダーを含む。セリウム酸化物へのＣＯ２の吸着は、化学吸着であり、発熱反応により進行する。したがって、本態様に係る吸着材の造粒物を用いる空調装置として上記空調装置を用いる場合、ＣＯ２吸着時の反応熱を吸着材全体に分散することができ、吸着反応を促進することができるため、ＣＯ２の除去効率に優れる傾向がある。換言すれば、上記空調装置は、セリウム酸化物及びバインダーを含む吸着材の造粒物を用いたＣＯ２の除去装置として有用である。また、セリウム酸化物は、他の吸着材と比較して、特に処理対象ガスが水成分を含まない乾燥状態では、二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍ以下である場合に二酸化炭素に対する優れた吸着性（ＣＯ２吸着性）を有する傾向がある。二酸化炭素に対する優れた吸着性（ＣＯ２吸着性）を有する傾向は、処理対象ガスが水成分を含む湿った状態である場合特に顕著となり、他の吸着材と比較して優位となる濃度は１０００ｐｐｍ以上となる。そのため、本態様に係る空調装置は、このような二酸化炭素濃度の処理対象ガスを含む処理対象空間で用いられる場合に二酸化炭素の除去効率に優れる傾向がある。また、セリウム酸化物は、他の吸着材と比較して、前述したように処理対象ガスが水を含有する場合であっても、優れたＣＯ２吸着性を有する。そのため、除湿装置が不要であり、より効率的にＣＯ２を除去することができる。【００３１】
前述したように、労働安全衛生法の事務所衛生基準規則において室内のＣＯ２濃度は、５０００ｐｐｍ以下に調整すべきとあるため、処理対象ガスの濃度は、５０００ｐｐｍ以上であるが、５０００ｐｐｍ以下であることを必ず退けるものではない。建築基準法では室内のＣＯ２濃度を１０００ｐｐｍ以下とすべきことが定められている。本発明の吸着材では、外気の導入を少なくして、これらを実現することが可能である。このため、一態様において、処理対象ガスを処理して（処理対象ガスから二酸化炭素を回収して）達成できる二酸化炭素濃度（雰囲気二酸化炭素の濃度）は、５０００ｐｐｍ以下であってよく、１０００ｐｐｍ以下であってもよい。【００３２】
本発明の一側面に係る空調システムは、上記空調装置を複数備える。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に優れる空調装置及び当該空調装置を備える空調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る空調システムを示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る空調装置の部分拡大断面図である。
【図３】図３は、図２に示す吸着材充填部の部分拡大図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る伝熱体を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の変形例における伝熱体を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の変形例における伝熱体を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の変形例における伝熱体を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の変形例における伝熱体を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の変形例において吸着材の造粒物を充填する方法を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の変形例における伝熱体の分解図である。
【図１１】図１１は、一実施形態で用いられる吸着材の造粒物の写真を示す図である。
【図１２】図１２は、一実施形態で用いられる吸着材の造粒物の写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。本明細書において、「上流」又は「下流」とは、処理対象ガスの流通方向における「上流」又は「下流」を意味する。
【００３６】
＜空調装置及び空調システム＞
図１は、本実施形態に係る空調システムを示す模式図である。本実施形態に係る空調システム１００は、複数の空調装置５０（空調装置５０Ａ及び空調装置５０Ｂ）と、複数の空調装置５０を制御する制御装置１９と、を備えている。本実施形態に係る空調装置５０及び空調システム１００は、二酸化炭素（ＣＯ２）を含有する処理対象ガスを含む空調対象空間ＲにおいてＣＯ２を除去するために用いられる。
【００３７】
（空調装置）
まず、本実施形態に係る空調装置の構成ついて説明する。図２は、本実施形態に係る空調装置の部分拡大図であり、図３は、図２に示す吸着材充填部において、吸着材の造粒物が充填されている部分を示す部分拡大図である。図１及び図２に示すように、空調装置５０は、送風装置１と、処理対象ガスが流通する吸着塔１０と、送風装置１と吸着塔１０とを接続する流路２と、吸着塔１０に接続された流路３と、吸着材の造粒物９と、伝熱体３０と、冷却部材４５と、制御装置１４と、発熱体２０を備える加熱装置１５と、温度検出装置１６と、ＣＯ２濃度検出装置１７と、減圧装置１８と、を備える。
【００３８】
送風装置１は、例えばブロワーである。送風装置１は、空調対象空間Ｒに設けられている。送風装置１は、吸着塔１０に接続された流路２に接続されている。そして、送風装置１は、空調対象空間Ｒの処理対象ガスを流路２に送り込むことで、空調対象空間Ｒの処理対象ガスを吸着塔１０に供給する。送風装置１は、制御装置１４と電気的に接続されており、制御装置１４により制御される。送風装置１は、例えば、排気ファン等の排気装置であってもよい。また、自然対流により処理対象ガスが吸着塔１０へ供給される場合には、送風装置１を用いなくてもよい。
【００３９】
流路２は、送風装置１から吸着塔１０に処理対象ガスが流通する流路である。流路２の一端は、送風装置１に接続されており、流路２の他端は、吸着塔１０に接続されている。流路２には、手動バルブ４ａ及び電磁バルブ５ａが設けられている。電磁バルブ５ａは、制御装置１４と電気的に接続されており、制御装置１４により制御される。本実施形態では、手動バルブ４ａ及び電磁バルブ５ａにより吸着塔１０への処理対象ガスの流量を調整することができる。なお、手動バルブ４ａは必ずしも必要ではない。
【００４０】
吸着塔１０は、基本的には固定床型の吸着塔である。吸着塔１０は、吸着材の造粒物９が充填された吸着材充填部１１と、第１の空間１２と、第２の空間１３と、を有する。吸着材充填部１１は、吸着材の造粒物９が充填される空間である。吸着塔１０に供給された処理対象ガスは、吸着材充填部１１、第１の空間１２、及び第２の空間１３の順に流通する。つまり、処理対象ガスの流通方向において、吸着材充填部１１は最も上流側に配置され、第１の空間１２は吸着材充填部１１の下流側に配置され、第２の空間１３は第１の空間１２の下流側に配置される。吸着塔１０の上流側には、流路２が接続されており、吸着塔１０の下流側には、流路３が接続されている。そして、吸着塔１０は、流路２を介して送風装置１から供給された処理対象ガスを吸着材充填部１１において処理した後、流路３を介して処理後のガス（ＣＯ２が除去された処理対象ガス）を空調対象空間Ｒに供給する。
【００４１】
流路３は、吸着塔１０で処理されたガスを空調対象空間Ｒに供給する流路である。流路３の一端は、吸着塔１０に接続されており、流路３の他端は、空調対象空間Ｒ内に配置されて空調対象空間Ｒに開放されている。具体的には、流路３は、吸着塔１０に接続される流路３ａと、流路３ａから二分岐して空調対象空間Ｒに開放される流路３ｂ及び流路３ｃと、により構成される。流路３ｂ及び流路３ｃの開放端（流路３の他端）は、空調対象空間Ｒ内に配置されていれば如何なる位置に配置されていてもよい。本実施形態に係る空調システム１００においては、空調装置５０（５０Ａ）における流路３ｃの開放端は、空調装置５０（５０Ｂ）における吸着材充填部１１に向けられている。同様に、空調装置５０（５０Ｂ）における流路３ｃの開放端は、空調装置５０（５０Ａ）における吸着材充填部１１に向けられている。すなわち、一方の空調装置５０の流路３ｃから流出するガスが他方の空調装置５０における吸着材充填部１１の外壁に接触するように流路３ｃが構成されている。
【００４２】
また、流路３には、手動バルブ４ｂ及び電磁バルブ５ｂが設けられている。電磁バルブ５ｂは、流路３ａに設けられている。手動バルブ４ｂは、流路３ａから流路３ｂ及び流路３ｃに分岐する分岐部に設けられている。電磁バルブ５ｂは、制御装置１４と電気的に接続されており、制御装置１４により制御される。本実施形態では、電磁バルブ５ｂによって、吸着塔１０から流出するガスの流量を調整することができ、手動バルブ４ｂによって、流路３ｂ及び流路３ｃに流出するガスの流量の分配比率を調整することができる。流路３は、流路３ｂ及び流路３ｃに加えて、又は、流路３ｂ若しくは流路３ｃに代えて、空調対象空間Ｒ外の空間（外気）に開放される流路を備えていてもよい。また、流路３は流路３ｂ又は流路３ｃの一方を備えていなくてもよい。この場合、手動バルブ４ｂは不要である。
【００４３】
なお、図１では、吸着塔１０が空調対象空間Ｒに設置されているが、吸着塔１０の設置場所は特に限定されない。また、図１では、第１の空間１２が第２の空間１３よりも処理対象ガスの流通方向における下流側に位置しているが、これに限定されない。例えば、第１の空間１２と第２の空間１３が区別されずに同一の空間として存在していてもよい。
【００４４】
図１１及び図１２は、吸着材の造粒物を示す図である。図１１は、粒径が３ｍｍの吸着材の造粒物を示し、図１２は、粒径が２ｍｍの吸着材の造粒物を示す。吸着材の造粒物９は、吸着材をバインダーによって造粒してなる。すなわち、造粒物９は、吸着材及びバインダーを含む。ここで、「造粒」とは、複数の粉状の吸着材をバインダーによって結着して一体化させることをいう。通常、固定床型の吸着塔において吸着材の造粒物を用いる場合、造粒物中のバインダーの存在によりＣＯ２の吸着量が低下すると考えられており、固定床型の吸着塔を用いる場合には吸着材の造粒物は用いられていなかったが、本実施形態では、敢えて吸着材の造粒物９を用いている。
【００４５】
吸着材は、処理対象ガスに接触するとＣＯ２を吸着し、加熱されると吸着材に吸着したＣＯ２を脱着する機能を有する。本実施形態において、吸着材はセリウム酸化物である。セリウム酸化物としては、ＣｅＯｘ（ｘ＝１．５〜２．０）等が挙げられ、具体的には、ＣｅＯ２、Ｃｅ２Ｏ３等が挙げられる。なお、吸着材は、ゼオライト、活性炭、ＭＯＦ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ）等の多孔体であってもよく、これらの多孔体にセリウム酸化物（例えばセリア）を充填したもの又はこれらの多孔体をセリウム酸化物で被覆したものであってもよく、シリカ多孔体（セリウム酸化物からなる多孔体）にアミンを修飾又は充填したものなどであってもよい。バインダーは、例えば、熱処理によってセリウム酸化物と結着する樹脂、又は、シラノール基等のセリウム酸化物と結合し得る官能基を有するフィラー（例えば、アルミナ、シリカ等）であってよい。
【００４６】
吸着材の造粒物の形状及び大きさ、並びに吸着材の形状、大きさ及び比表面積は、必要となる反応速度、圧力損失、吸着材の吸着量、吸着材に吸着されるガス（吸着ガス）の純度（ＣＯ２純度）等を勘案して決定すればよい。例えば、吸着材の造粒物の形状は粒状の球体であってよく、ペレット状、ハニカム状等であってもよい。吸着材の造粒物の粒径は、吸着材充填部の空隙率を上記範囲内に設定しやすい観点から、例えば、１００μｍ〜１０ｍｍであり、７５０μｍ〜１０ｍｍ又は３ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。吸着材は、例えば、粒径１μｍ〜１００μｍの粉状であってよい。ここで、吸着材の造粒物の粒径及び吸着材の粒径とは、金属顕微鏡によって測定される平均直径、又は、篩によって得られるメッシュサイズから特定される粒度分布を意味する。
【００４７】
吸着材の造粒物における空隙率は、ＣＯ２の吸着時に圧力損失の低下を起こりにくくする観点から、例えば、７７〜８４％である。空隙率は、「空隙率（％）＝（１−比重（ｇ／ｃｍ３）／吸着材の造粒物の真密度（ｇ／ｃｍ３））×１００」で表される。本実施形態では、例えば、既知容量の容器に吸着材の造粒物をいれて重量を測定することによって比重を得てよい。吸着材の造粒物の真密度は吸着材の造粒物に含まれる成分の物性値と吸着材の造粒物の組成から計算してよい。また、例えば、吸着材の造粒物の断面を金属顕微鏡、ＳＥＭ等により観察した際に、断面の全面積に占める空隙部分の面積の割合を空隙率とすることができる。吸着材の造粒方法は、例えば、熱圧着、押し出し加工、型転写等の方法、スプレードライ法などが挙げられる。
【００４８】
本実施形態では、吸着材がセリウム酸化物であるため、特に処理対象ガスが水成分を含まない乾燥状態では、二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍ以下である場合に二酸化炭素に対する優れた吸着性（ＣＯ２吸着性）を有する傾向がある。二酸化炭素に対する優れた吸着性（ＣＯ２吸着性）を有する傾向は、処理対象ガスに水成分を含む湿った状態で特に顕著となり、他の吸着材と比較して優位となる濃度は１０００ｐｐｍ以上となる。このように他の吸着材と比較して、効率的にＣＯ２を除去することができる理由は、以下の通りであると本発明者らは推察している。吸着材としてセリウム酸化物を用いる場合、ＣＯ２が吸着材（セリウム酸化物）の表面に物理吸着するのではなく、ＣＯ２が吸着材（セリウム酸化物）の表面に化学結合によって吸着されると考えられる。この場合、吸着材への吸着におけるＣＯ２の分圧依存性が小さくなる。そのため、乾燥状態では、処理対象ガスのＣＯ２濃度が１０００ｐｐｍ以下の場合に他の吸着材（ＣＯ２を物理吸着する吸着材）より有利となり、効率的にＣＯ２を吸着することが可能であると推察される。また、処理対象ガスが水成分を含む湿った状態では、処理対象ガスのＣＯ２濃度が１０００ｐｐｍ以上の場合に他の吸着材（ＣＯ２を物理吸着する吸着材）より有利となり、水成分の水酸基が化学結合に大きく寄与し、効率的にＣＯ２を吸着することが可能であると推察される。
【００４９】
ところで、ゼオライト等の吸着材では、処理対象ガスが水を含有する場合にＣＯ２吸着性が大幅に低下する傾向がある。そのため、ゼオライト等の吸着材を用いる場合、吸着材のＣＯ２吸着性を向上させるためには、処理対象ガスを吸着材に接触させる前に処理対象ガスから水分を取り除く除湿工程を行う必要がある。除湿工程は、例えば、除湿装置を用いて行われるため、設備の増加及びエネルギー消費量の増加につながる。一方、本実施形態では、吸着材としてセリウム酸化物を用いるため、処理対象ガスが水を含有する場合であっても、優れたＣＯ２吸着性を有する。そのため、除湿装置が不要であり、より効率的にＣＯ２を除去することができる。
【００５０】
吸着材充填部１１は、外壁４０により画成されている。つまり、吸着材充填部１１は、外壁４０により画成される吸着塔１０の内部空間である。外壁４０は、熱伝導性の高い材料で構成されている。このような材料としては、例えば、鉄、銅、アルミ等の金属単体、ステンレス等の合金などが挙げられる。
【００５１】
外壁４０は、上壁４０ａと、底壁４０ｂと、側壁４０ｃとによって構成されている。上壁４０ａは、吸着材充填部１１の上方に位置する。底壁４０ｂは、吸着材充填部１１の下方に位置する。側壁４０ｃは、吸着材充填部１１の側方に位置する。側壁４０ｃは、上壁４０ａの周縁部と底壁４０ｂの周縁部とに接続されて、上下方向に延びる。上壁４０ａは、取り外し可能なように構成されている。上壁４０ａには、処理対象ガス（未処理又は処理後のガス）を流出させる流出口４３が設けられている。底壁４０ｂには、流路２が接続されて処理対象ガスを流入させる流入口４２が設けられている。このため、吸着材充填部１１では、処理対象ガスは下方から上方に流通する。吸着材充填部１１において処理対象ガスが流通する方向を、流通方向Ｄ１とする。流出口４３は、第１の空間１２に接続されており、流入口４２は、流路２に接続されている。流入口４２及び流出口４３には、吸着材の造粒物９の落下を防止するため及び吸着材の造粒物９が上に吹きぬけることを防止するために、網部（図示せず）が設けられている。側壁４０ｃには、加熱装置１５及び温度検出装置１６を吸着材充填部１１に取り付けるための開口が設けられている（図２には、簡略化のため、温度検出装置１６及び温度検出装置１６を接続するための開口は図示していない。）。
【００５２】
吸着材充填部１１には、発熱体２０及び伝熱体３０が設けられている。吸着材充填部１１のうち、発熱体２０及び伝熱体３０の存在しない領域には、吸着材の造粒物９が充填されている（図３参照。）。本実施形態では、処理対象ガスが流通する際の圧力損失を更に低減することができると共に、本願発明の効果が顕著となる観点から、吸着材充填部１１の空隙率は、６０〜９０％であることが好ましく、７５〜８５％であることがさらに好ましく、７７〜８４％であることがより好ましい。
【００５３】
加熱装置１５は、吸着材充填部１１に配置される発熱体２０と、発熱体２０を吸着塔１０外部の電源（図示せず）に接続する配線２１と、配線２１を被覆するカバー２２と、を有する。加熱装置１５は、例えばヒータである。加熱装置１５は、制御装置１４と電気的に接続されており、制御装置１４により制御される。加熱装置１５は、発熱体２０を発熱させることで吸着材の造粒物９を加熱し、吸着材の造粒物９からＣＯ２を脱着させることができる。本実施形態では、発熱体２０は、処理対象ガスの流通方向Ｄ１における上流側に位置する。吸着材充填部１１では、処理対象ガスが下方から上方に流通するため、発熱体２０は、吸着材充填部１１の下部に位置する。熱は上昇するため、効率的に吸着材充填部１１全体の昇温が促進される傾向がある。また、下流側の吸着材が、上流側の吸着材から脱着したＣＯ２（加熱された状態のＣＯ２）によっても加熱されることとなり、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。
【００５４】
伝熱体３０は、発熱体２０の熱を発熱体２０から離れた位置まで伝達する機能を有する。伝熱体３０は、熱伝導性の高い材料で構成されている。このような材料としては、例えば、鉄、銅、アルミ等の金属単体、ステンレス等の合金などが挙げられる。伝熱体３０は、例えばヒートスプレッダ、ヒートシンク、ヒートパイプ等である。図２及び図４に示すように、伝熱体３０は、吸着材充填部１１に設けられて、流通方向Ｄ１に延びている。具体的には、伝熱体３０は、流通方向Ｄ１に延びる棒状の軸部３１と、軸部３１に接続され、軸部３１から離れる方向に向けて延びる円盤状の熱拡散部３２とを有する。本実施形態では、伝熱体３０が熱拡散部３２を有することにより、吸着材充填部の外壁側に位置する吸着材にも熱が伝達されやすくなる。また、本実施形態では、伝熱体３０と発熱体２０とが、軸部３１において接続されている。そのため、発熱体からの熱を直接伝熱体に伝えることができ、吸着材充填部１１内の吸着材が均一に加熱されやすくなる。
【００５５】
熱拡散部３２には、軸部３１の延在方向に貫通する複数の貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３は、造粒物９が通過可能なように構成されており、貫通孔３３の孔径は、吸着材の造粒物９の粒径よりも大きい。本実施形態では、造粒物９を吸着材充填部１１に導入する際に、造粒物９が貫通孔３３を通過することができるため、造粒物９を吸着材充填部１１内に充填することが容易である。なお、造粒物９を吸着材充填部１１に導入することができれば、熱拡散部３２には貫通孔３３が設けられていなくてもよい。
【００５６】
熱拡散部３２は、軸部３１の延在方向（流通方向Ｄ１）に沿って複数設けられている。そして、発熱体２０から遠くなるほど、流通方向Ｄ１と直交する直交方向Ｄ２における熱拡散部３２の長さが長くなっている。具体的には、複数の熱拡散部３２のうち、発熱体２０から遠くに位置する熱拡散部３２は、発熱体２０の近くに位置する熱拡散部３２よりも、直交方向Ｄ２における長さが長くなるように構成されている。つまり、軸部３１の延在方向において隣り合う一対の熱拡散部３２のうち、発熱体２０から遠くに位置する熱拡散部３２は、発熱体２０の近くに位置する熱拡散部３２よりも、直交方向Ｄ２における長さが長くなるように構成されている。そのため、吸着材全体（吸着材充填部１１全体）に効率良く熱を伝えることができ、ＣＯ２脱着時のエネルギー効率に更に優れる傾向がある。なお、熱拡散部３２は必ずしも必要ではなく、熱拡散部３２の数は特に限定されない。
【００５７】
側壁４０ｃの外表面（吸着塔１０の外表面）には、外壁４０から離れる方向に向けて延びる冷却部材４５が接続されている。冷却部材４５は、熱伝導性の高い材料で構成されている。このような材料としては、例えば、鉄、銅、アルミ等の金属単体、ステンレス等の合金などが挙げられる。冷却部材４５は、例えばヒートスプレッダ、ヒートシンク、ヒートパイプ等である。冷却部材４５は、吸着材充填部１１内の熱を吸着材充填部１１の外に放出することにより、吸着材充填部１１（造粒物９）を冷却する機能を有する。そのため、本実施形態では、吸着材を効率よく冷却することができる。また、本実施形態では、冷却部材４５によって、ＣＯ２がセリウム酸化物に吸着される際に発生する反応熱を吸着塔１０の外部に逃すこともできる。したがって、本実施形態に係る空調装置５０は、ＣＯ２の除去効率に優れる傾向がある。冷却部材４５の形状は、熱拡散部３２と同様であってよい。例えば、冷却部材４５は、吸着材充填部１１を中心とする円盤状であってよい。なお、冷却部材４５は、熱拡散部３２のような貫通孔を有しなくてもよい。
【００５８】
冷却部材４５は、流通方向Ｄ１に沿って複数設けられている。そして、発熱体２０から遠くなるほど、外壁４０から離れる方向における冷却部材４５の長さが短くなっている。具体的には、複数の冷却部材４５のうち、発熱体２０から遠くに位置する冷却部材４５は、発熱体２０の近くに位置する冷却部材４５よりも、外壁４０から離れる方向における長さが短くなるように構成されている。つまり、流通方向Ｄ１において隣り合う一対の冷却部材４５のうち、発熱体２０から遠くに位置する冷却部材４５は、発熱体２０の近くに位置する冷却部材４５よりも、外壁４０から離れる方向における長さが短くなるように構成されている。そのため、吸着材を冷却する際に、吸着材全体（吸着材充填部１１全体）を効率良く冷却でき、吸着材の冷却効率に更に優れる傾向がある。なお、冷却部材４５は必ずしも必要ではなく、冷却部材４５の数は特に限定されない。
【００５９】
温度検出装置１６は、外壁４０（側壁４０ｃ）に取り付けられている。温度検出装置１６は例えば温度センサであり、吸着材充填部１１内の温度を検出する機能を有する。
【００６０】
ＣＯ２濃度検出装置１７は第１の空間１２の外壁に取り付けられている。ＣＯ２濃度検出装置１７は例えばＣＯ２センサであり、吸着材充填部１１から流出するガスのＣＯ２濃度を検出する機能を有する。
【００６１】
減圧装置１８は第２の空間１３の外壁に取り付けられている。減圧装置１８は例えば減圧ポンプであり、吸着材充填部１１内を減圧する機能を有する。図１には示していないが、減圧装置１８は、外気に開放された流路を備えており、吸着材から脱着されたＣＯ２は減圧装置１８を介して外気に排出される。減圧装置１８は、制御装置１４と電気的に接続されており、制御装置１４により制御される。なお、減圧装置１８は、外気に開放された流路を備えていなくてもよい。この場合、吸着材から脱着されたＣＯ２は空調対象空間Ｒ内に排出される。減圧装置１８は必ずしも必要ではない。空調装置５０が減圧装置１８を備えない場合、例えば、加熱しながら送風すること又は加熱された空気を送風することによって吸着材から脱着されたＣＯ２を吸着塔１０から排出する。また、空調装置５０が減圧装置１８を備えない場合、空調装置５０は、減圧装置１８に代えて、第２の空間１３及び外気に接続される流路を更に備えていてもよい。
【００６２】
制御装置１４は、電磁バルブ５ａ、電磁バルブ５ｂ、送風装置１、加熱装置１５、温度検出装置１６、ＣＯ２濃度検出装置１７及び減圧装置１８と電気的に接続されている。制御装置１４は、例えば、温度検出装置１６によって検出される温度及びＣＯ２濃度検出装置１７によって検出されるＣＯ２濃度に基づいて、吸着塔１０への処理対象ガスの流入量、吸着材充填部１１の温度（造粒物９の温度）、及び吸着材充填部１１内の圧力を制御することができる。
【００６３】
以上のように構成された空調装置５０を用いることにより、吸着材に吸着したＣＯ２を加熱により脱着する場合でも、優れたエネルギー効率でＣＯ２を脱着することができる。また、本実施形態に係る空調装置５０によれば、吸着材にＣＯ２を吸着させる際の圧力損失を抑えることができ、低エネルギーでより多くのＣＯ２を吸着することができる。
【００６４】
空調装置５０は、ＣＯ２濃度の管理が必要な密閉された空間において好適に実施することができる。ＣＯ２濃度の管理が必要な空間としては、例えば、ビル；車輛；自動車；宇宙ステーション；潜水艇；食品又は化学製品の製造プラント等が挙げられる。本実施形態に係る空調装置５０は、特に、ＣＯ２濃度が５０００ｐｐｍ以下に制限される空間（例えば、ビル、車輛等の人の密度が高い空間）において好適に実施することができる。また、食品又は化学製品等の製造時においてＣＯ２が悪影響を与える可能性があることから、本実施形態に係る空調装置５０は、食品又は化学製品の製造プラント等において好適に実施することができる。また、空調装置５０は、吸着塔１０から排出されるＣＯ２を回収し、ＣＯ２を利用する分野において、回収したＣＯ２を再利用するために用いることもできる。例えば、温室栽培向けハウス等では、ＣＯ２濃度を高めることで植物の成長が促進されることから、ＣＯ２を利用してＣＯ２濃度を１０００ｐｐｍレベルに高める場合がある。
【００６５】
空調装置を用いたＣＯ２の除去は、例えば、吸着モード、脱着モード及び冷却モードをこの順に繰り返し実行することによって行われる。具体的には、まず、手動バルブ４ａを開状態とし、手動バルブ４ｂを操作して流路３ａと流路３ｂ及び／又は流路３ｃが接続された状態とした後に吸着モードが実行される。吸着モードでは、制御装置１４によって、電磁バルブ５ａ及び電磁バルブ５ｂが開状態とされた後、送風装置１から処理対象ガスの送風が開始され、処理対象ガスが流路２を介して吸着塔１０に供給される。吸着塔１０に供給された処理対象ガスは吸着材充填部１１に流入し、造粒物９に含まれる吸着材に接触する。これにより、処理対象ガスに含有されるＣＯ２が吸着材に吸着され、処理対象ガスからＣＯ２が除去される。ＣＯ２が除去された処理対象ガスは、流出口４３から流出した後、第１の空間１２、第２の空間１３を通って吸着塔１０から流路３へ流出し、流路３を通って空調対象空間Ｒに流出する。この際、第１の空間１２では、ＣＯ２濃度検出装置１７により、吸着材充填部１１から流出したガスのＣＯ２濃度が検出される。ＣＯ２濃度が所定濃度（例えば、処理対象ガスにおけるＣＯ２濃度）に到達すると、ＣＯ２濃度検出装置１７から制御装置１４へ信号が出される。次いで、制御装置１４からの信号によって、電磁バルブ５ａ及び電磁バルブ５ｂが閉状態とされた後、送風装置１による処理対象ガスの送風が停止される。
【００６６】
続いて、脱着モードが実行される。脱着モードでは、吸着材充填部１１を加熱すると共に、吸着材充填部１１内を減圧することにより、吸着材からＣＯ２を脱着させる。吸着材の温度が高い程吸着材からのＣＯ２の脱着量が多くなる傾向があり、吸着材の存在する雰囲気の全圧が低いほど吸着材からのＣＯ２の脱着量が多くなる傾向がある。吸着モードでは、まず、制御装置１４からの信号によって、減圧装置１８よる減圧が開始され、加熱装置１５による吸着材充填部１１の加熱が開始される。これにより、吸着材からのＣＯ２の脱着が開始される。この際、温度検出装置１６により吸着材充填部１１の温度（造粒物９の温度）が検出される。前記温度が所定温度Ｔ２に到達すると、温度検出装置１６から制御装置１４へ信号が出される。次いで、制御装置１４からの信号によって、加熱装置１５による加熱が制御される。一定時間が経過してＣＯ２濃度検出装置１７により検出されるＣＯ２濃度が一定値を下回ると、ＣＯ２濃度検出装置１７から制御装置１４へ信号が出され、制御装置１４からの信号によって、加熱装置１５による加熱が停止される。これにより、脱着モードが終了する。吸着材から脱着したＣＯ２を含むガスは、減圧装置１８から空調対象空間Ｒへ排出される。
【００６７】
続いて、冷却モードが実行される。冷却モードでは、吸着材を冷却することで、続く吸着モードにおいて処理対象ガスを吸着材に接触させる際の吸着材の温度Ｔ１を調整する。温度Ｔ１が低いほど吸着材のＣＯ２吸着量が多くなる傾向がある。冷却モードでは、温度検出装置１６において検出される吸着材充填部１１の温度（造粒物９の温度）が所定温度となるまで、減圧装置１８による減圧が行われた状態で放置する。吸着材充填部１１が前記所定温度まで冷却されると、減圧装置１８による減圧が停止され、冷却モードが終了する。冷却モードの終了後は、再度吸着モードが実行される。以上のようにして、空調対象空間Ｒ内のＣＯ２の除去が連続的に行われる。
【００６８】
（制御装置）
制御装置１９は、各空調装置５０における上述の制御装置１４を制御することにより、複数の空調装置５０の空調運転を制御する。例えば、制御装置１９により、複数の空調装置５０の空調運転を、互いに同じ条件又は異なる条件で行うように調整することができる。また、例えば、制御装置１９により、一方の空調装置５０において冷却モードが実行されている際に、他方の空調装置５０で吸着モードが実行されるように制御してもよい。この場合、他方の空調装置５０の流路３ｃから排出されるガスが、一方の空調装置５０における吸着材充填部１１の外壁に吹き付けられるように手動バルブ４ｂを操作することで、一方の空調装置５０における吸着材の冷却を促進させることができる。
【００６９】
＜空調対象空間＞
空調対象空間Ｒは、二酸化炭素（ＣＯ２）を含有する処理対象ガスを含む。処理対象ガスは、ＣＯ２を含有するガスであれば特に限定されず、ＣＯ２以外のガス成分を含有していてもよい。ＣＯ２以外のガス成分としては、水（水蒸気、Ｈ２Ｏ）、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ＳＯｘ、ＮＯｘ、揮発性有機物（ＶＯＣ）等が挙げられる。処理対象ガスの具体例としては、ビル、車輛等の室内における空気が挙げられる。処理対象ガスが水、一酸化炭素、ＳＯｘ、ＮＯｘ、揮発性有機物等を含有する場合、これらのガス成分は吸着材に吸着される場合がある。吸着材にＳＯｘ、ＮＯｘ、煤塵等が吸着した場合、吸着工程における吸着材のＣＯ２吸着性が低下する可能性があるため、処理対象ガスはＳＯｘ、ＮＯｘ、煤塵等を含有しないことが好ましい。処理対象ガスがＳＯｘ、ＮＯｘ、煤塵等の不純物を含有する場合（例えば、処理対象ガスが、石炭火力発電所等から排出される排ガスである場合）、例えば、吸着塔１０の上流側に、脱硝装置、脱硫装置、脱塵装置等の不純物除去装置を設置してよい。不純物除去装置によってあらかじめ不純物を除去することで、吸着材のＣＯ２吸着性を保持しやすくなる。なお、吸着材に吸着した不純物は、例えば、吸着材を加熱することにより除去することもできる。
【００７０】
処理対象ガスにおけるＣＯ２濃度は、例えば、処理対象ガスの全体積基準で１０００ｐｐｍ以下（０．１体積％以下）であってよい。ＣＯ２濃度が上記範囲である場合、吸着材としてセリウム酸化物を用いると、他の吸着材を用いる場合と比較して効率的にＣＯ２を除去することができる。吸着材としてセリウム酸化物を用いることによる上記効果が顕著となる観点から、ＣＯ２濃度は、処理対象ガスの全体積基準で、７５０ｐｐｍ以下であってもよく、５００ｐｐｍ以下であってもよい。ＣＯ２濃度は、二酸化炭素の除去量が多くなりやすい観点から、処理対象ガスの全体積基準で、１００ｐｐｍ以上であってもよく、２００ｐｐｍ以上であってもよく、４００ｐｐｍ以上であってもよい。これらの観点から、ＣＯ２濃度は、処理対象ガスの全体積基準で、１００〜１０００ｐｐｍであってもよく、２００〜１０００ｐｐｍであってもよく、４００〜１０００ｐｐｍであってもよく、４００〜７５０ｐｐｍであってもよく、４００〜５００ｐｐｍであってもよい。建築物環境衛生管理基準において二酸化炭素濃度は、１０００ｐｐｍ以下に調整されるべきことが規定されている。処理対象ガスにおけるＣＯ２濃度は、前記範囲に限られず、５００〜５０００ｐｐｍであってもよく、７５０〜５０００ｐｐｍであってもよく、５０００ｐｐｍ以上であってもよい。
【００７１】
処理対象ガスを処理して（処理対象ガスから二酸化炭素を回収して）達成できるＣＯ２濃度（雰囲気二酸化炭素の濃度）は、５０００ｐｐｍ以下であってよく、１０００ｐｐｍ以下であってもよい。
【００７２】
処理対象ガスの露点は、例えば、−４０℃以上５０℃以下であってよく、０℃以上４０℃以下であってもよく、１０℃以上３０℃以下であってもよい。処理対象ガスの露点を上記範囲とすると、吸着材としてセリウム酸化物を用いる場合に、セリウム酸化物表面の水酸基を増加させ、ＣＯ２との反応性を高めることができる傾向がある。
【００７３】
処理対象ガスの相対湿度は、除湿によるエネルギー消費を低減する観点から、１００％以下である（すなわち、吸着材上で結露しない）ことが好ましく、０．１％以上９０％以下がより好ましく、１０％以上８０％以下が更に好ましい。前記相対湿度は、例えば３０℃における相対湿度である。
【００７４】
以上、本実施形態に係る空調装置、空調システム、並びに、空調装置及び空調システムが用いられる空調対象空間について説明したが、本実施形態に係る空調装置及び空調システムは、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を行ってもよい。
【００７５】
例えば、複数の空調装置５０における吸着塔１０をそれぞれ異なる空調対象空間に接続することで、空調システム１００を複数の空調対象空間において用いてもよい。また、１つの吸着塔１０を複数の空調対象空間に接続することで、空調システム１００を複数の空調対象空間において用いてもよい。
【００７６】
また、空調装置５０は、処理対象ガスの露点及び相対湿度を調整するための調湿器；空調対象空間の湿度を測定する湿度測定器；上述の不純物除去装置などを備えていてもよい。
【００７７】
また、吸着塔１０は、流動床型の吸着塔であってもよい。流動床型の吸着塔は、例えば、充填量を少なくし、流通ガスの圧力が高い場合に吸着材の造粒物が浮遊する又は自重量で塔内を循環するように構成されていてよい。吸着塔１０が流動床型である場合、例えば、吸着材の造粒物の粒径を小さくし、流圧を増加させることにより、塔内で循環してよい。また、例えば、脱着塔と、吸着塔及び脱着塔を接続する配管及びバルブと、を設けて、吸着が完了した後、流圧で脱着塔側に吸着材を移動するようにしてもよい。
【００７８】
また、吸着塔１０における吸着材充填部１１には、発熱体２０及び伝熱体３０が複数設けられていてもよい。例えば、吸着材充填部１１の上流側と下流側の両方に発熱体２０が設けられていてもよい。また、外壁４０は、上壁４０ａを有しなくてもよく、底壁４０ｂを有しなくてもよい。例えば、外壁４０は、底壁４０ｂと側壁４０ｃとからなる箱体であってよく、側壁４０ｃからなる筒体であってもよい。
【００７９】
また、伝熱体３０の形状は、特に限定されない。例えば、熱拡散部３２が、図５に示すように矩形状であってよく、図６に示すように棒状であってもよい。なお、図４〜図６の熱拡散部３２は発熱体２０から遠くに位置する熱拡散部３２が、発熱体２０の近くに位置する熱拡散部３２よりも、直交方向Ｄ２における長さが長くなるように構成されているが、これに限定されない。例えば、発熱体２０から遠くに位置する熱拡散部３２が、発熱体２０の近くに位置する熱拡散部３２よりも、直交方向Ｄ２における長さが短くなるように構成されていてもよく、複数の熱拡散部３２の直交方向Ｄ２における長さが同じであってもよい。
【００８０】
また、伝熱体３０は、上述の熱拡散部３２に代えて、軸部３１から離れる方向に延びると共に、軸部３１の延在方向にも延びる熱拡散部を有していてもよい。例えば、伝熱体３０は、図７に示すように、軸部３１の周りを旋回するようにらせん状に形成された熱拡散部を有していてよく、図８に示すように、軸部３１の延在方向に延びる板状の熱拡散部を有していてもよい。なお、図７及び図８の熱拡散部３２は、発熱体２０から遠くなるほど、直交方向Ｄ２における長さが長くなるように構成されているが、これに限定されない。例えば、発熱体２０から近くなるほど、直交方向Ｄ２における長さが長くなるように構成されていてもよく、熱拡散部３２の直交方向Ｄ２における長さが軸部３１に延在する方向において均一であってもよい。また、図８では、伝熱体は、軸部の周方向に沿って複数の熱拡散部を有するが、熱拡散部の数は特に限定されない。
【００８１】
また、図９に示すように、伝熱体３０は、流通方向Ｄ１に分解可能な構成であってもよい。例えば、図９に示すように、伝熱体３０は、断面Ｔ字状の伝熱体３０Ａを流通方向Ｄ１に着脱可能に接続したものを用いてもよい。このような伝熱体３０Ａは、例えば、円盤部３４と、円盤部３４の下方に延びる棒状部３５と、を有する。円盤部３４の中央には、棒状部３５を嵌め込み可能な凹部３６が設けられている。そして、当該伝熱体３０Ａを１ユニットとして、一方の伝熱体３０Ａの棒状部３５を他方の伝熱体３０Ａの円盤部３４の凹部３６に嵌め込み一体化して用いることができる（図１０参照）。この態様によれば、１つ目の伝熱体３０Ａを吸着材充填部１１に配置した後、当該伝熱体３０Ａの高さまで吸着材の造粒物９を充填し、次いで２つ目の伝熱体３０Ａを配置する方法により、伝熱体３０の配置と吸着材の造粒物９の充填を行うことができる。そのため、吸着材の造粒物９の充填が容易である。
【００８２】
また、冷却部材４５は、発熱体２０から遠くに位置する冷却部材４５が、発熱体２０の近くに位置する冷却部材４５よりも、外壁４０から離れる方向における長さが短くなるように構成されていよく、複数の冷却部材４５の外壁４０から離れる方向における長さが同じであってもよい。また、冷却部材４５は、外壁４０から離れる方向に向けて延びると共に、吸着材充填部１１の高さ方向（処理対象ガスの流通方向）にも延びるように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
９…吸着材の造粒物、１０…吸着塔、１１…吸着材充填部、２０…発熱体、３０…伝熱体、３１…軸部、３２…熱拡散部、４０…外壁、４５…冷却部材、５０，５０Ａ，５０Ｂ…空調装置、１００…空調システム。
【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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【国際調査報告】
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