(57)【要約】  液体デシカント再生システムと液体デシカント再生方法を記載する。前記液体デシカント再生システムは、加熱された流出流を生じさせるエンジンと、第１の水蒸気透過壁を備える少なくとも１つの脱水チューブと、を備える液体デシカント再生器を備える。低濃度液体デシカント流が前記液体デシカント再生器に流れ込み、その一方で高濃度液体デシカント流が前記液体デシカント再生器を出ていく。搬送流と前記低濃度液体デシカントが前記第１の水蒸気透過壁の背中合わせの両面に接触し、前記低濃度液体デシカント流が、前記低濃度液体デシカントから前記第１の水蒸気透過壁を通って、加湿された搬送流を形成するために、前記搬送流へと水を送り出す前記加熱された流出流からの熱によって加熱される。結果として、前記高濃度液体デシカント流のデシカント濃度は前記低濃度液体デシカント流中のデシカント濃度よりも濃い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体デシカント再生システムであって、
加熱された流出流を生じさせるエンジンと、
第１の水蒸気透過壁を備える少なくとも１つの脱水チューブと、
を備える液体デシカント再生器と、
前記液体デシカント再生器に流れ込む低濃度液体デシカント流と、
前記液体デシカント再生器を出ていく高濃度液体デシカント流と、を包含し、
搬送流と前記低濃度液体デシカントが前記第１の水蒸気透過壁の背中合わせの両面に接触し、
前記低濃度液体デシカント流から前記第１の水蒸気透過壁を通って、加湿された搬送流を形成するために、前記低濃度液体デシカント流が、前記搬送流へと水を送り出す前記加熱された流出流からの熱によって加熱され、
前記高濃度液体デシカント流のデシカント濃度が前記低濃度液体デシカント流中のデシカント濃度よりも濃いことを特徴とする液体デシカント再生システム。
【請求項２】
前記加熱された流出流が、加熱された熱交換流体、排気流、或いはその両方からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項３】
前記加熱された流出流が、排気流、および前記排気流を包含する前記搬送流であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項４】
熱交換器をさらに備え、前記加熱された流出流が前記熱交換器で前記搬送流に接触し、加熱することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項５】
前記搬送流が、外気、空調される空間からの再循環空気、或いは両方の混合気を含むことを特徴とする請求項４に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項６】
前記加熱された流出流が、前記エンジンを出ていく加熱された熱交換流体であり、
前記加熱された熱交換流体が、前記低濃度液体デシカント流、前記搬送流、或いはその両方に接触し、加熱することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項７】
前記加熱された流出流が、前記エンジンを出ていく加熱された熱交換流体と、加熱された排気流であり、
前記加熱された熱交換流体が、前記低濃度液体デシカント流に接触し、加熱し、
（ａ）前記加熱された排気流が前記搬送流に接触し、加熱する、或いは（ｂ）前記搬送流が前記加熱された排気流を包含することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項８】
高濃度液体デシカント流が空調システムを通過するように導かれ、
前記空調システムが、第２の水蒸気透過壁を備える少なくとも１つの脱水チューブを備え、
プロセス空気流と前記高濃度液体デシカント流が、前記第２の水蒸気透過壁の背中合わせの両面に接触し、
前記プロセス空気流からの湿気が前記第２の水蒸気透過壁を前記高濃度液体デシカント流へと通過することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項９】
前記空調システムが少なくとも１つの空調熱交換チューブをさらに備え、
（ａ）前記高濃度液体デシカント流と熱交換流体が、前記高濃度液体デシカント流を冷却するために、前記空調熱交換管の背中合わせの両面に接触する、
（ｂ）前記プロセス空気と前記熱交換流体が、前記プロセス空気を冷却するために、前記空調熱交換管の背中合わせの両面に接触する、或いは、
（ｃ）前記高濃度液体デシカント流と第１の熱交換流体が、前記高濃度液体デシカント流を冷却するために、第１のグループの前記空調熱交換管の背中合わせの両面に接触し、そして、前記プロセス空気と第２の前記熱交換流体が、前記プロセス空気を冷却するために、第２のグループの前記空調熱交換管の背中合わせの両面に接触することを特徴とする請求項８に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項１０】
加湿された前記搬送空気と水回収熱交換流体が、前記水回収熱交換管の背中合わせの両面に接触する水回収熱交換チューブと、
前記加湿された搬送流から凝結した水分を蓄えるための水貯蔵タンクと、
前記水貯蔵タンクから前記空調熱交換管の一側への水の搬送を制御するための流量制御システムと、
を備える水回収システムをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項１１】
前記液体デシカント再生器の出口と流体連通する入口と、前記空調システムの入口と流体連通する出口と、を有する高濃度液体デシカント貯蔵器か、
前記空調システムの出口と流体連通する入口と、前記液体デシカント再生器の入口と流体連通する出口と、を有する低濃度液体デシカント貯蔵器か、或いは
高濃度および低濃度液体デシカント貯蔵器の両方、
をさらに備えることを特徴とする請求項８又は請求項１０に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項１２】
（i）前記高濃度液体デシカント貯蔵器の容量が、前記空調システムを少なくとも１時間連続的に作動させるのに充分である、
（ii）前記低濃度液体デシカント貯蔵器の容量が前記液体デシカント再生器を少なくとも１時間連続的に作動させるのに充分である、或いは
（iii）（i）と（ii）の両方であることを特徴とする請求項１１に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項１３】
前記液体デシカント再生器が前記低濃度液体デシカントを高濃度液体デシカントに再生するのと同じ速度で、前記空調システムが前記高濃度液体デシカントを消費することを特徴とする請求項１２に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項１４】
前記エンジンが燃料の電気化学的酸化によって電気を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の液体デシカント再生システム。
【請求項１５】
液体デシカント再生システムの作動方法であって、
低濃度液体デシカント流を準備するステップと、
エンジンを備える液体デシカント再生器を備え、前記低濃度液体デシカント流を高濃度液体デシカント流に転換するために前記エンジンからの熱を使用する、液体デシカント再生システムを準備するステップと、
前記高濃度液体デシカント流を生じさせる前記液体デシカント再生システムを作動させるステップと、を備え、
当該高濃度液体デシカント流が、前記低濃度液体デシカント流よりも高いデシカント濃度を有することを特徴とする液体デシカント再生システムの作動方法。
【請求項１６】
前記液体デシカント再生システムが、低濃度液体デシカント流を高濃度液体デシカント流に転換し、同時に空調される空間に供給されるプロセス空気を除湿する空調システムをさらに備え、
前記作動ステップが、前記高濃度液体デシカント流を前記空調システムに搬送することを含み、それから前記低濃度液体デシカント流を前記空調システムから前記液体デシカント再生システムに搬送することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記作動ステップが、前記液体デシカント再生器を連続的に作動させることと、前記空調システムを間欠的に作動させることと、を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記作動ステップが、前記空調システムが作動していないときに、前記液体デシカント再生器を作動させることを含むことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記作動ステップが、前記液体デシカント再生器が作動していないときに、前記空調システムを作動させることを含むことを特徴とする請求項１６〜請求項１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記エンジンが作動されているときに発生した過剰な電気が外部の電力グリッドに供給されることを特徴とする請求項１５〜請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記エンジンが燃料の電気化学的酸化によって電気を発生させることを特徴とする請求項１５〜請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記エンジンが燃料電池であることを特徴とする請求項１５〜請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１４年２月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／９４０，４５５号、２０１４年３月７日に出願された米国仮特許出願第６１／９４９，８９３号、２０１４年３月９日に出願された米国仮特許出願第６１／９９１，１９８号、２０１４年１０月１日に出願された米国仮特許出願第６２／０５８，４７６号、および２０１４年１０月１日に出願された米国仮特許出願第６２／０５８，４７９号の優先権を主張し、当該仮特許出願の全体を引用により包含する。
【０００２】
本発明は概して液体デシカント空調システム等の液体デシカント再生システムの分野に関連する。
【背景技術】
【０００３】
空調は空気の加熱、冷却、清浄、加湿、および除湿を指す。最も普及している空調システムは蒸気圧縮サイクルを用い、当該蒸気圧縮サイクルにおいて、熱はある環境から別の環境へ冷媒を介して注入され、当該冷媒は、前記環境に廃熱する必要がある時に、温度を上昇させ、或いは、冷媒によって吸熱すべき時に、温度を下降させるように、２つの異なる圧力体制下で作動する。これらのシステムにおける圧力差は機械式コンプレッサを用いて維持される。民生用の空調システムの大多数は蒸気圧縮サイクルを用いている。
【０００４】
蒸気圧縮サイクルの主要な限界は、どの点から見ても、それが建物の潜熱ニーズに対処する、より能力の低い機能的な遮熱器であることである。それは、蒸気圧縮サイクルのみが空気の温度を変化させることができるからである。そのため、蒸気圧縮空調システムが建物の潜熱に対処する一般的に行われる方法は、空気の温度を露点以下にまで下げること、および、凝縮によって水分を除去することである。ほとんどの場合、建物の所望の送風温度に達するために、空気を再加熱する必要がある。この処理はエネルギー集約的である。
【０００５】
空調の流入する空気の除湿方法は発明され提案されてきた。それらの中で、気化冷却装置に連結された液体デシカントループの使用は、空気の露点までの冷却不要で冷却および除湿を行うことができる。これらのシステムは板状熱・物質伝達配置を使用して設計され、当該板状熱・物質伝達配置において、液体デシカントは平板に付着する選択的水透過膜内に流動する。この液体デシカント流は除湿された空気から吸湿し、それから、その湿気を液体デシカント流から吸収する別の空気流へとそれを伝達する。除湿された空気は温度が低下し、除湿された空気を冷却する。積層された複数の板材が前記伝熱流動装置を形成する。
【０００６】
前記平板配置は、液体デシカントを使用する、空気冷却と除湿を行う単一の装置を可能にするという点で長所を有する。その一例は、「除湿用の薄膜を含む液体デシカントを使用する間接気化冷却器」という名称の米国特許出願ＵＳ２０１００３１９３７０号に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願ＵＳ２０１００３１９３７０号
【特許文献２】米国特許出願第１４／６１３，７９７号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの実施例において、液体デシカント再生システムが記載されている。前記デシカント再生システムは、液体デシカント再生器と、前記液体デシカント再生器に流れ込む低濃度液体デシカント流と、前記液体デシカント再生器から出ていく高濃度液体デシカント流と、を包含してもよい。前記液体デシカント再生器は、加熱された流出流を生じさせるエンジンと、第１の水蒸気透過壁を備える少なくとも１つの脱水チューブを包含してもよい。搬送流と前記低濃度液体デシカントは、前記第１の水蒸気透過壁の背中合わせの両面に接触する。そして、前記低濃度液体デシカント流は、前記低濃度液体デシカント流から前記第１の水蒸気透過壁を通って、除湿された搬送流を形成するために、前記搬送流へと水を送り出す前記加熱された流出流からの熱によって加熱される。前記高濃度液体デシカント流のデシカント濃度は、前記低濃度液体デシカント流中のデシカント濃度よりも濃い。
【０００９】
本明細書に記載したもの等の液体デシカント再生システムの作動方法もまた提供される。いくつかの実施例において、前記方法は、前記低濃度液体デシカント流を準備するステップと、液体デシカント再生器を用意するステップと、前記高濃度液体デシカント流を生じさせる前記液体デシカント再生システムを作動させるステップと、を含んでもよく、当該高濃度液体デシカント流は、前記低濃度液体デシカント流よりも高いデシカント濃度を有する。前記液体デシカント再生器１２はエンジンを備え、前記エンジンからの熱は、前記低濃度液体デシカント流を前記高濃度液体デシカント流に転換するために使用される。
【００１０】
本発明のこれらのおよびそれ以外の特徴、目的、長所は、添付図面を正しく読み取ったときに、当業者には以下の記載および請求項からより明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本明細書に記載の液体デシカント再生システムの略図である。
【図２】図２は、本明細書に記載の液体デシカント再生システムの略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、除湿に使用され得る伝熱流動システムの略図である。
【図３Ｂ】同時に、図３Ｂは、冷房および除湿に使用され得る伝熱流動システムの略図を示す。
【図４】図４は、複合液体デシカント再生および水回収システムの略図を示す。
【図５】図５は、冷房および除湿に使用され得る１つのシェルアンドチューブ伝熱流動システムの略図を示す。
【図６】図６は、本明細書に記載の液体デシカント再生および除湿システムの略図である。
【図７】図７は、本明細書に記載の除湿機の略図である。
【図８】図８は、本明細書に記載の水回収段の一部の略図である。
【図９】図９は、本明細書に記載の気化冷却段の一部の略図である。
【図１０】図１０は、本明細書に記載の実施例における、気化冷却および除湿段のための液体デシカント操作システムを示す略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本明細書に記載の物質、或いは熱伝達処理に使用され得る管の配置の側面図である。
【図１１Ｂ】同時に、図１１Ｂは、図１１Ａの配置の正面図である。
【図１２】図１２は、本明細書に記載の液体デシカント再生および除湿システムの略図である。
【図１３】図１３は、本明細書に記載の液体デシカント再生および除湿システムの略図である。
【図１４】図１４は、本明細書に記載の導管の配置の斜視図である。
【図１５】図１５は、本明細書に記載の除湿室の側面図である。
【図１６】図１６は、図１５の除湿室の上面図である。
【図１７】図１７は、本明細書に記載の液体デシカント冷却を伴う空気除湿システムの上面図である。
【図１８】図１８は、本明細書に記載の実施例における、気化冷却および除湿段のための液体デシカント操作システムを示す略図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本明細書に記載の伝熱流動装置の斜視図である。
【図１９Ｂ】同時に、図１９Ｂは、図１９Ａの伝熱流動装置の断面図である。
【図２０】図２０は、本明細書に記載のチューブ・イン・チューブ伝熱流動装置の斜視図である。
【図２１】図２１は、本明細書に記載の液体デシカント再生および除湿システムの略図である。
【図２２】図２２は、本明細書に記載の液体デシカント再生および除湿システムの略図である。
【図２３】図２３は、本明細書に記載の液体デシカント再生および除湿システムの略図である。
【図２４】図２４は、本明細書に記載の液体デシカント再生および除湿システムの略図である。
【図２５】図２５は、本明細書に記載の物質伝達管の断面図である。
【図２６】図２６は、本明細書に記載の、高い圧力下における固体の水分からの排除のための、より大きな円筒状容器に収納された複数の濾過管の斜視図である。
【図２７】図２７は、本明細書に記載の、質量支持管を形成するために使用され得る多孔支持材の斜視図である。
【図２８】図２８は、分離された装置、或いは単一の複合された装置であるかもしれない２つの熱・物質交換段階を使用する空調処理の半透視斜視図である。
【図２９】図２９は、分離された装置、或いは単一の複合された装置であるかもしれない２つの熱・物質交換段階を使用する空調処理の半透視斜視図である。
【図３０】図３０は、分離された装置、或いは単一の複合された装置であるかもしれない２つの熱・物質交換段階を使用する空調処理の半透視斜視図である。
【図３１】図３１は、分離された装置、或いは単一の複合された装置であるかもしれない２つの熱・物質交換段階を使用する空調処理の半透視斜視図である。
【図３２】図３２は、本明細書に記載の液体デシカント再生および除湿システムの略図である。
【図３３】図３３は、本明細書に記載の噴霧装置の略図である。
【図３４】図３４は、本明細書に記載の液体デシカント再生システムの略図である。
【図３５】図３５は、本明細書に記載の液体デシカント再生システムの略図である。
【図３６】図３６は、本明細書に記載の熱・物質交換段階の斜視図である。
【図３７】図３７は、本明細書に記載の熱・物質交換段階の斜視図である。
【図３８】図３８は、本明細書に記載の熱・物質交換段階による流体の流れパターンを示す断面図である。
【図３９】図３９は、本明細書に記載のチューブ・イン・チューブアセンブリの断面図である。
【図４０】図４０は、本明細書に記載のチューブ・イン・チューブアセンブリの断面図である。
【図４１】図４１は、本明細書に記載のチューブ・イン・チューブアセンブリの断面図である。
【図４２Ａ】図４２Ａは、流動撹乱器を含む本明細書に記載の熱・物質交換アセンブリの側面図、或いは上面図である。
【図４２Ｂ】同時に、図４２Ｂは、同一の熱・物質交換アセンブリの上面図、或いは側面図である。
【図４３】図４３は、流動撹乱器を含む本明細書に記載の熱・物質交換アセンブリの側面図、或いは上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜４３に示されているように、液体デシカント再生システムが開示されている。前記システムは、低濃度液体デシカントを再生するためのエンジンからの加熱された流出流（例えば、排気、加熱された熱交換流体等）を利用する。一例として、前記低濃度液体デシカントは、空気を除湿するための高濃度液体デシカントを使用する液体デシカント空調システムの前記流出流であってもよい。前記液体デシカント再生システムからの水分はまた、回収され、例えば前記空調システムを気化冷却するために、使用される。前記エンジンによって生じる力は前記空調器、冷却される建物に電力供給される。そして、過剰な電力が生じる場合は、前記電力は前記電力グリッドに売却されてもよい、或いは後で使用するために（例えば、バッテリ、コンデンサ等に）蓄積されてもよい。
【００１３】
図１に示されているように、液体デシカント再生システム１０が開示されている。前記デシカント再生システム１０は、液体デシカント再生器１２と、前記液体デシカント再生器１２に流れ込む低濃度液体デシカント流１４と、前記液体デシカント再生器１２から出ていく高濃度液体デシカント流１６と、を包含してもよい。前記液体デシカント再生器１２は加熱された流出流２０を生じさせるエンジン１８と、第１の水蒸気透過壁２４を備える少なくとも１つの脱水チューブ２２を包含してもよい。図１に示されているように、搬送流２６と前記低濃度液体デシカント流１４は、前記第１の水蒸気透過壁２４の背中合わせの両面に接触する。そして、前記低濃度液体デシカント流１４は、前記低濃度液体デシカント流１４から前記第１の水蒸気透過壁２４を通って、加湿された搬送流２８を形成するための搬送流２６へと、水を送り出す前記加熱された流出流２０からの熱によって加熱される。前記高濃度液体デシカント流１６のデシカント濃度は、前記低濃度液体デシカント流１４のデシカント濃度よりも濃い。
【００１４】
明らかになるように、図１は、液体デシカント再生システム１０の一般化された実施例を示す一方で、図２，６，１２，１３，２１，２２，２３，２４，３２，３４，３５は同一の或いは類似する特徴を有する様々な他の実施例を示す。例えば、図２，６，１２，１３は、分けられた熱交換器と物質変換器を使用する液体デシカント再生システム１０を模式的に示し、一方で、図２１，２２，２３，２４，３２，３４，３５は複合された熱・物質交換器を用いた類似するシステム１０を模式的に示す。理解されるように、応用と目的に応じて、デシカント再生システム１０は個別の熱交換器と物質変換器、複合された熱・物質交換器、或いはその両方の組み合わせを用いてもよい。本明細書に記載の前記デシカント再生システム１０において有用な熱・物質交換器の追加の詳細は、「熱・物質伝達装置、およびそれを含むシステム」という名称の、ダニエル  Ａ．  ベッツとマシュー  ダニエル  グラハムが２０１５年２月１７日に出願した米国特許出願第１４／６１３，７９７号に見出すことができ、当該米国特許出願全体が引用によって本明細書に組み込まれる。
【００１５】
いくつかの実施例においては、前記加熱された流出流２０は、加熱された熱交換流体、排気流、或いはその両方から選択される。例えば、加熱された熱交換流体は前記エンジン１８が加熱するのを防ぐために使用される冷却剤であってもよい。図１，２，６，１２，１３，２１，２２，２３，２４，３２，３４，３５に示されているもの等の、そのようないくつかの実施例においては、前記加熱された熱交換流体２１ａは、前記エンジン１８を含む閉ループ回路の一部としての前記液体デシカント再生器１２を通過してもよい。
【００１６】
いくつかの実施例においては、前記加熱された流出流２０は、内燃機関からのガス状排気流２１ｂ、或いは、燃料電池のアノード室かカソード室からのガス状排気流２１ｂ等の排気流であってもよい。
【００１７】
いくつかの実施例においては、前記加熱された流出流２０は排気流２１ｂであり、そして、前記搬送流２６は前記排気流２１ｂを含む。図１，３４，３５に示されているもの等の他の実施例においては、前記液体デシカント再生器１２はさらに熱交換器３０を備え、前記加熱された流出流２０は、前記熱交換器３０において、前記搬送流２６に接触し加熱する。そのようないくつかの実施例においては、前記搬送流２６は外気、空調された空間からの循環空気、或いは両者の混合気体を含む。そのような構造は、前記搬送流２６のこれらの源泉が、前記加熱された流出流２０，２１ｂよりも一般に湿度が低い点で有益であり得る。そのため、前記低濃度液体デシカント１４を再生する原動力は増大する。
【００１８】
いくつかの実施例においては、前記加熱された流出流２０は前記エンジン１８から流出する加熱された排気流２１ｂであり、そして、前記熱交換流体２１ａは、前記低濃度液体デシカント流１４、前記搬送流２６、或いはその両方に接触し加熱する。
【００１９】
図１等のいくつかの実施例においては、前記加熱された流出流２０は、前記エンジンから流出する加熱された熱交換流体２１ａと、排気流２１ｂの両方を含む。そのような実施例においては、前記加熱された熱交換流体２１ａは前記低濃度液体デシカント流１４に接触し加熱する。そして、（ａ）前記加熱された排気流２１ｂが前記搬送流２６に接触し加熱する、或いは、（ｂ）前記搬送流２６は前記加熱された排気流２１ｂを含む。
【００２０】
いくつかの実施例においては、前記高濃度液体デシカント流１６は空調システム３２を通過するよう導かれる。いくつかの実施例においては、前記空調システム３２は少なくとも１つの除湿管３４を備え、当該除湿管３４は第２の水蒸気透過壁３６を有する。いくつかの実施例においては、プロセス空気流３８と前記高濃度液体デシカント流１６は前記水蒸気透過壁３６の背中合わせの両面に接触する。そして、前記プロセス空気流３８からの湿気が前記水蒸気透過壁３６を前記高濃度液体デシカント流１６へと通過する。それによって、前記プロセス空気流３８を除湿し、前記高濃度液体デシカント流１６を希釈する。
【００２１】
いくつかの実施例においては、（ａ）図１，６，１２，１３，２１，２２，２３，３２に示されるように、前記高濃度液体デシカント流１６と熱交換流体４２が、前記高濃度液体デシカント流１６を冷却するために空調熱交換管４０の背中合わせの両面に接触する、（ｂ）図２１（プロセス空気２００６、熱交換流体２００９），２２，２３，３２に示されるように、前記プロセス空気流３８と熱交換流体４２が、前記プロセス空気流３８を冷却するために空調熱交換管４０の背中合わせの両面に接触する、或いは（ｃ）図２１，２２，２３，３２に示されるように、前記高濃度液体デシカント流１６と第１の熱交換流体４２ａが、前記高濃度液体デシカント流１６を冷却するために第１のグループの空調熱交換管４０ａの背中合わせの両面に接触し、前記プロセス空気流３８と第２の熱交換流体４２ｂが、前記プロセス空気流を冷却するために第２のグループの空調熱交換管４０ｂの背中合わせの両面に接触する場合には、前記空調システム３２は少なくとも１つの空調熱交換管４０も備える。
【００２２】
一例として図２１の前記システムにおいては、空気２００３がチューブ・イン・チューブ構成要素の内側にあり、前記液体デシカント流がチューブ・イン・チューブ構成要素の外側にある場合には、２１１８ＡでＨＭＸに入る前記液体デシカント流は、前記第１の熱交換流体４２ａ／２００３、すなわち空気に接触してもよい。前記プロセス空気流３８／２００６はそれから、前記プロセス空気流３８／２００６が次の前記ＨＭＸを通過するのに連れて、前記第２の熱交換流体４２ｂ（水２００８か或いは空気２００９のどちらか）に接触してもよい。これらの構成についての追加の詳細は、図２１，２２，２３，３２の前記システムの論考に見出すことができる。
【００２３】
本明細書で使用される前記熱交換流体４２ａ，４２ｂは、それによって限定されることはないが、冷水、或いは空気と水の混合体を包含する別の冷却剤を包含し、当該熱交換流体は前記熱交換器で使用されるかもしれない、或いは当該熱交換流体は空間に噴霧されるか湿式冷却を起こすために表面に塗布されるかもしれない。例えば、図１は、水回収システム４４が、前記高濃度液体デシカント流１６を冷却するために、前記脱水管３４内を流れるに連れて噴霧される水流４６を供給する場合の実施例を示す。
【００２４】
いくつかの実施例においては、前記液体デシカント再生システム１０もまた、水回収システム４４を備える。前記水回収システム４４は、水回収熱交換管４８を備えてもよい。当該水回収熱交換管４８において、前記加湿された搬送流２８と水回収伝熱流体５０は前記水回収熱交換管４８の背中合わせの両面に接触する。前記水回収熱交換器５２の放出口は、前記加湿された搬送流２８から凝結した水分を蓄えるための水貯蔵タンク５４と流体連通してもよい。いくつかの実施例においては、前記水回収システム４４は、前記水貯蔵タンク５４から前記空調熱交換管４０の一側への水の搬送を制御するための流量制御システム５６を備える。前記流量制御システム５６は、制御器５８と流量制御装置６０を備えてもよい。流量制御装置６０の実例は、それによって限定されることはないがポンプとバルブを備える。
【００２５】
いくつかの実施例においては、前記デシカント再生システム１０は、前記液体デシカント再生器１２の放出口と流体連通する流入口と、前記空調システム３２の流入口と流体連通する放出口と、を有する高濃度液体デシカント貯蔵器６２を備える。いくつかの実施例においては、前記デシカント再生システム１０は、前記空調システム３２の放出口と流体連通する流入口と、前記液体デシカント再生器１２の流入口と流体連通する放出口と、を有する低濃度液体デシカント貯蔵器６４を備える。
【００２６】
いくつかの実施例においては、前記高濃度液体デシカント貯蔵器６２の容量は、前記高濃度液体デシカント貯蔵器６２を利用して前記空調システム３２を少なくとも１時間、或いは少なくとも２時間、或いは少なくとも４時間、或いは少なくとも８時間作動させるのに充分である。いくつかの実施例においては、前記低濃度液体デシカント貯蔵器６４の容量は、前記低濃度液体デシカント貯蔵器６４を利用して前記空調システム３２を少なくとも１時間、或いは少なくとも２時間、或いは少なくとも４時間、或いは少なくとも８時間作動させるのに充分である。
【００２７】
本明細書に記載される前記液体デシカント再生システム１０は、燃料源６６からエネルギーを発生させることに適したエンジン１８を備える。従って、いくつかの実施例においては、前記液体デシカント再生器１２を作動させ、当該液体デシカント再生器１２はまた、前記空調システム３２が作動していないときでさえ電気流６８も発生させることが求められるであろう。
【００２８】
いくつかの実施例においては、前記燃料源６６は、複数の供給源、或いは他の供給源から燃料を供給する燃料タンク、或いは燃料ラインである。前記燃料源６６の実例は、以下に限定されることはないが天然ガス、プロパン、ブタン、液化天然ガス（ＬＰＧ）、水素、都市ガス（すなわち、地方自治体、或いは他の供給源から建物へとパイプで送られるガス）、およびそれらの混合ガスを含む。いくつかの実施例においては、前記燃料源６６は、前記エンジン１８に導入される前に、前処理されるだろう。例えば、燃料電池エンジン１８に投入される前に、燃料処理器が天然ガスを水素リッチガスに変えてもよい。
【００２９】
いくつかの実施例においては、前記空調システム３２は、前記液体デシカント再生器１２が前記低濃度液体デシカント１４を高濃度液体デシカント１６に再生するのと同じ速度で高濃度液体デシカントを消費する。これらの２つのシステム１２，３２を相互に独立して作動させようとする要求が故に、いくつかの実施例においては、前記空調システム３２は、前記液体デシカント再生器１２が前記低濃度液体デシカント１４を高濃度液体デシカント１６に再生するよりも早い、或いは遅い速度で前記高濃度液体デシカント１６を消費してもよい。いくつかの実施例においては、前記空調システム３２による高濃度液体デシカント１６の消費は、前記液体デシカント再生器１２による前記低濃度液体デシカント１４の再生よりも、少なくとも１０％早い、或いは少なくとも１０％遅い。いくつかの実施例においては、前記空調システム３２による高濃度液体デシカント１６の消費は、前記液体デシカント再生器１２による前記低濃度液体デシカント１４の高濃度液体デシカント１６への再生よりも、少なくとも２０％早い、或いは少なくとも２０％遅い。いくつかの実施例においては、前記空調システム３２による高濃度液体デシカント１６の消費は変動可能である。いくつかの実施例においては、前記液体デシカント再生器１２による前記低濃度液体デシカント１４の高濃度液体デシカント１６への再生は変動可能である。
【００３０】
いくつかの実施例においては、前記エンジン１８は燃料６６の電気化学的酸化によって電気６８を発生させる。燃料の電気化学的酸化によって電気６８を発生させることが可能なエンジン１８の実例は、以下に限定されることはないが低温型および高温型のプロトン交換膜燃料電池、固体酸化物型燃料電池、およびフロー電池を含む。
【００３１】
前記エンジン１８によって生じる前記電気６８は、空調される建物、地域的な電力グリッド（例えば、市営の電力グリッド）、或いはその両方等の外部の電力グリッドに供給されてもよい。いくつかの実施例においては、前記エンジン１８によって生じる前記電気６８は、前記空調システム３２、或いは前記デシカント再生システム１０のその他の電気部品（例えば、ポンプ、処理装置、バルブ等）に供給される。
【００３２】
いくつかの実施例においては、高濃度液体デシカント流１６内の液体デシカント濃度は、前記低濃度液体デシカント流１４の内の液体デシカント濃度よりも少なくとも０．５重量％濃くてもよい。いくつかの実施例においては、濃度の違いは、前記低濃度液体デシカント流１４の内よりも、前記高濃度液体デシカント流１６内が少なくとも１重量％、少なくとも１．５重量％、少なくとも２重量％、少なくとも２．５重量％、少なくとも３重量％、少なくとも３．５重量％、或いは少なくとも４重量％濃くてもよい。
【００３３】
前記液体デシカントは、塩水溶液（例えば、ＬｉＣｌ，ＮａＣｌ，ＣａＣｌ２）、アルコール溶液（例えば、グリセロール、メタノール、エタノール）、或いは水溶性化学薬品（例えば、ＣａＳｏ4）等の任意の吸湿性液体で構成されてもよい。前記液体デシカントに湿潤される全ての原料は、前記液体デシカントと科学的に相溶性のある原料で構成される。
【００３４】
いくつかの実施例においては、前記低濃度液体デシカント流（１４）内の液体デシカント濃度は、少なくとも１０重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも３３重量％、少なくとも３５重量％、少なくとも３６重量％、少なくとも３７重量％、少なくとも３８重量％、或いは少なくとも３９重量％である。いくつかの実施例においては、前記低濃度液体デシカント流（１４）内の液体デシカント濃度は、５０重量％以下、４５重量％以下、４０重量％以下、３９重量％以下、３８重量％以下、３７重量％以下、３６重量％以下、或いは３７重量％以下である。
【００３５】
いくつかの実施例においては、前記高濃度液体デシカント流（１６）内の液体デシカント濃度は、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも３４重量％、少なくとも３５重量％、少なくとも３６重量％、少なくとも３７重量％、少なくとも３８重量％、少なくとも３９重量％、或いは少なくとも４０重量％である。いくつかの実施例においては、前記高濃度液体デシカント流（１６）内の液体デシカント濃度は、５０重量％以下、４５重量％以下、４４重量％以下、４３重量％以下、４２重量％以下、４１重量％以下、４０重量％以下、４５重量％以下、４０重量％以下、３９重量％以下、３８重量％以下、或いは３７重量％以下である。
【００３６】
液体デシカントは腐食性であってもよいので、前記液体デシカント流１４，１６に接触するダクト、或いは配管は耐食性を有してもよい。例えば、前記ダクト、或いは配管が耐食材から形成されてもよい。或いは、前記ダクト、或いは配管の内側或いは外側が耐食材でコーティングされてもよい。液体デシカントに対する耐食材の例は、以下に限定されることはないが、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）や、フッ素ゴム（ＦＫＭ）や、ニトリルゴム（ＮＢＲ）や、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）や、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等のポリオレフィン材料や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）や、そしてクロロプレンゴム（ＣＲ）や、スルホン化テトラフルオロエチレンをベースとするフッ素重合体−共重合体（デュポンが販売するナフィオン等）、水伝導性フッ素重合体、およびプロトン伝導性非フッ素化重合体を含む。
【００３７】
本明細書で使用されているように、水蒸気透過、および微多孔性という句は、ほぼ同じ意味で使用される。管壁、薄膜、或いは材料が水蒸気透過、或いは微多孔性である場合には、その構造は、疎水性で、液体を透過させないが水蒸気を透過させる材料製である。そのような水蒸気透過材はまた、物質移動管、チューブ、或いは材料とも呼ばれる。固体、或いは一体構造の、水蒸気透過材の実例は、スルホン化テトラフルオロエチレンをベースとするフッ素重合体−共重合体（例えば、デュポンが販売するナフィオン（登録商標））、水伝導性フッ素重合体、およびプロトン伝導性非フッ素化重合体（例えば、ダイスアナリティックが販売するナノクリア（登録商標））、そして高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含む。
【００３８】
いくつかの実施例においては、前記水蒸気透過材は疎水性材料の繊維から形成される。実例は、スパンボンド、或いはメルトブローン重合材料を含む。そのような水蒸気透過材は、一般に疎水性材料から形成される。本明細書で使用されているように、「疎水性」は、接触角が９０度以上（例えば、少なくとも１１０度、少なくとも１１５度、少なくとも１２０度、或いは少なくとも１３５度）の材料に言い及ぶ。
【００３９】
本明細書に記載されるもの等の、液体デシカント再生システム１０の操作方法もまた提供される。いくつかの実施例においては、前記方法は、低濃度液体デシカント流１４を準備するステップと、液体デシカント再生器１２を用意するステップと、高濃度液体デシカント流１６を生じさせる前記液体デシカント再生システム１０を操作するステップと、を含んでもよく、当該高濃度液体デシカント流１６は、前記低濃度液体デシカント流１４よりも高いデシカント濃度を有する。前記液体デシカント再生器１２はエンジン１８を備え、前記エンジン１８からの熱は、前記低濃度液体デシカント流１４を前記高濃度液体デシカント流１６に転換するために使用される。
【００４０】
いくつかの実施例においては、前記液体デシカント再生システム１０はまた空調システム３２も備え、当該空調システム３２は前記高濃度液体デシカント流１６を低濃度液体デシカント流１４に転換し、同時に、空調される空間に供給されるプロセス空気３８を除湿する。いくつかの実施例においては、前記操作ステップは、前記高濃度液体デシカント流１６を前記空調システム３２に運ぶことと、それから、前記低濃度液体デシカント流１４を前記調システム３２から前記液体デシカント再生システム１２に運ぶことと、を含む。いくつかの実施例においては、前記液体デシカント流は閉ループ内を流れる。
【００４１】
いくつかの実施例においては、前記操作ステップは、前記液体デシカント再生器１２を連続的に操作することと、前記空調システム３２を断続的に操作することと、を含む。いくつかの実施例においては、空調される空間の温度、湿度、或いはその両方が目標温度、或いは湿度を越えるときは、前記空調システム３２は作動している。そして、空調される空間の温度、湿度、或いはその両方が前記目標温度、或いは湿度の向こう側になると、前記空調システム３２は作動しない。
【００４２】
いくつかの実施例においては、前記操作ステップは、前記空調システム３２が作動していないときに、前記液体デシカント再生器１２を操作することを含む。例えば、前記空調システム３２は、前記空調システム３２が作動しているかどうかにかかわらず、電力需要のピークであるとき等の、一日の特定の時間の間に作動してもよい。
【００４３】
いくつかの実施例においては、前記操作ステップは、前記液体デシカント再生器１２が作動していないときに、前記空調システム３２を操作することを含む。例えば、前記高濃度液体デシカント貯蔵器６２内の高濃度液体デシカントが過剰である場合に、この不均衡を是正するために、前記空調システム３２は前記液体デシカント再生器１２を使わずに作動してもよい。或いは、前記高濃度液体デシカント貯蔵器６２が過剰な高濃度液体デシカント１６を有し、前記空調される空間が空調を必要としない場合には、この過剰な高濃度液体デシカント１６は、除湿されたプロセス空気流３８が使い尽くされ、建物内に取り入れられないところの外気、等のプロセス空気流３８から水分を捕獲するために使用されることができるだろう。前記プロセス空気流３８から捕獲された水分は、その後水回収システム４４を使用して回収され、前記貯水器５４に蓄えられる。
【００４４】
本明細書に記載の前記システム１０のための多くの出願は、電気の必要量と空調のニーズの間の不一致があった。例えばたいていの建物において、空調機は連続的に作動はしない。しかしながら、電力負荷はとぎれない。この不一致は、前記システム全体の効率を上昇させるため、そしてそのコストを潜在的に低下させるために利用できる。建物の負荷に対処するための前記エンジン（例えば、燃料電池）の連続作動は、前記空調システムが利用されていないときでさえ液体デシカントの連続再生、および水の連続回収を可能にする。さらに、このことは大気からの、そして前記エンジン（例えば、燃料電池）からの水分の連続蓄積を可能にする。前記水分およびデシカントは、空調に必要となったときに使用するために、前記高濃度液体デシカント貯蔵器６２および前記貯水器５４に蓄えられてもよい。蓄えられた前記水分は、空気冷却と空調を達成するために必要になる電気エネルギーを削減することによって、前記システム全体の効率をさらに上昇させるために使用されてもよい。
【００４５】
前記蓄えられた再生高濃度液体デシカントは、定常作動下の燃料電池で再生し得るよりも、より大量の高濃度液体デシカントを流すことによって、空調効率を増加させるためにも使用されてもよい。空調負荷は一日中変化する（日中は、午後、朝および夜よりも暑い）ので、空調能力を一時的に増加させる能力は、前記エンジン１８（例えば、燃料電池）や前記空調システム３２を過大にすることなく快適さを提供する点で重要な要素である。
【００４６】
前記システム１０は、エンジン（例えば、燃料電池）負荷制御器と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、そしてＤＣ−ＡＣコンバータと、で構成されるエネルギー管理サブシステム７０も備えてもよい。前記エンジン負荷制御器は、前記エンジン（例えば、燃料電池）によって発生する電力を決定できる。このことは、前記エンジンから引き出され、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに供給される電流を制御することによってなされてもよい。
たいていの出願では、前記エネルギー管理サブシステムは電気グリッドに接続され、空調システム、建物、および／または外部ソースの電気負荷をカバーするために使用されるグリッド電力およびエンジン１８（例えば、燃料電池）の電力の比率を管理し調整するだろう。
【００４７】
前記エネルギー管理サブシステム７０は、空調負荷と電気負荷の間の不一致を一日中利用する役割を有する。前記エンジン１８（例えば、燃料電池）から引き出される電流が減少するに連れて、エンジンの効率が増大して、消費される燃料の減少に至る。しかしながら、効率が増大するに連れて、熱と水の発生も減少する。減少した熱は、前記液体デシカント再生器１２による液体デシカント再生のレートの減少をもたらす。逆もまた真であり、電流が増加するにつれて、前記エンジン１８（例えば、燃料電池）の熱発生および水発生は増加する。前記エネルギー管理サブシステム７０は、前記エンジン１８（例えば、燃料電池）からの電流を制御するので、それはまた、デシカント再生のレート、再生されたデシカント（すなわち、高濃度液体デシカント）の濃度、および、前記水回収システム４４からの水を使用する、前記空調システム３２における気化冷却を利用する能力も調節する。故に、前記エネルギー管理サブシステム７０は、前記システムの作動を、その制御ソフトウェアによって制御する。
【００４８】
高知技術水準の空調システムを上回る、記載されたシステムの１つの明確な利点は、前記システムは、冷却するために外部電力を消費せず、そして、過剰な電気を発生させるように設計することができ、当該過剰な電気は追加の電動装置への電力供給を可能にすることにある。さらに、前記システムおよび方法は、空調効果からの、発電の部分的な分離を着想させる。この分離は特に有益である。なぜなら、空調は一般に連続的に必要とはされないが、その一方で、電気負荷は連続的に必要とされるからである。これらの利点は、電気料金が高い、或いは電気サービスが信頼できないか不充分な地域において、これらの液体デシカント再生空調システム１０の取付けを可能にする。
【００４９】
いくつかの実施例においては、前記エンジン１８が発生する過剰な電気６８は空調される建物、地域的な電力グリッド（例えば、市営の電力グリッド）、或いはその両方等の外部の電力グリッドに供給される。いくつかの実施例においては、前記エンジン１８は燃料の電気化学的酸化によって電気を発生させる。いくつかの実施例においては、前記エンジンは燃料電池である。いくつかの実施例においては、前記エンジン１８によって生じる電気は、前記空調システム３２に供給される。
【００５０】
以下の論考は本明細書に記載の実施例の全てに等しく適用可能であるが、例として、図２および３４のシステムを論考する。図２に示されるように、燃料電池のアノード（２１２）とカソード（２１３）の間に電気化学的酸化が生じ、従って熱を発生するときに、高濃度液体デシカントの蓄積が生じる。
【００５１】
図２の実施例においては、前記燃料電池（１８）によって発生する熱は、燃料電池冷却板（２１４）を通過する冷却剤によって捕獲される。低濃度液体デシカント（２２７）は、液体デシカントポンプ（２２４）を操作することによって、液体デシカント再生器（２１６）に導かれる。前記液体デシカント再生器（２１６）内への冷却剤の流量と、低濃度液体デシカントの流量と、を変化させることによって、液体デシカント再生のレートは変化し得る。前記燃料電池のカソード（２１３）で生じる水と、前記液体デシカントによって除去される水は、水回収システム（２１７）で回収される。水はウォーターコンテナ（２１８）に蓄積され、そして、高濃度液体デシカントは高濃度液体デシカントコンテナ（２２１）に蓄積される。高濃度液体デシカントを蓄積するときに、高濃度液体デシカントポンプ（２２３）は作動しない、或いは、前記高濃度液体デシカントコンテナ（２２１）内に流入する速度よりも低い速度で高濃度液体デシカントを運搬する速度で作動する。このように、前記燃料電池（１８）によって発生する温度エネルギーが蓄えられ、前記空調システム（３２）の冷却能力からの、前記燃料電池の出力電力の分離を可能にする。
【００５２】
或いは、前記燃料電池（１８）の熱が放散するときに、前記空調機（３２）は通常よりも高い冷却能力で作動し得る。このことは、前記高濃度液体デシカントコンテナ（２２１）内の液体デシカントを空調除湿器（２２０）へと、前記水回収システム（２１７）を去る高濃度液体デシカント（２２６）の流量よりも高い流量で供給するために、前記高濃度液体デシカントポンプ（２２３）を使用することによってなされる。この場合、低濃度液体デシカントは低濃度液体デシカントコンテナ（２１９）に蓄積される。
【００５３】
このタイプのアプローチは、図３４に示される前記システムにも適用可能である。理解されるように、図３４は液体デシカント再生に注目している一方で、高濃度液体デシカント貯蔵器（３００４，６２）からの高濃度液体デシカントは液体デシカント空調システムに向かわされ、使用された結果の低濃度液体デシカントは低濃度液体デシカント貯蔵器（３００１／６４）に供給される。図３４に示されるように、前記システムは、液体デシカント強化気化冷却（空調３２）を伴うエンジン発電（６８）の部分的分離を可能にする。いくつかの実施例においては、エンジン（３００５）からの発電（６８）は、空調処理が作動か、或いは停止かを持続できる。前記エンジン（３００５）によって発生する熱（３００６，３０１３）は高濃度液体デシカントの形で蓄えられ、当該高濃度液体デシカントは前記高濃度液体デシカント貯蔵器（３００４，６２）に蓄えられる。前記エンジン（３００５，１８）の操作と液体デシカント再生の過程で水が生じ、当該水は貯水器（３００４，６４）に蓄えられる。水は気化冷却によって空気を冷却するために使用されるので、水の貯蔵は前記エンジン（３００５）によって発生する熱エネルギーを蓄えることの別の形態である。
【００５４】
前記エンジン（３００５，１８）の発電レート、および／または熱発生のレートを変化させることによって、液体デシカント再生のレートを制御してもよい。低濃度液体デシカント（３００２，１４）のＨＭＸ（３０１５）内への流量を変化させることによって、液体デシカント再生のレートを変動させてもよい。前記ＨＭＸ（３０１５）内に流入する熱せられた冷却剤（３００６）の温度を変化させることによって、高濃度液体デシカントの濃度を変動させてもよい。前記エンジン（３００５）を一定の熱出力での作動を維持すると同時に、その流量を減少させることによって、前記熱せられた冷却剤（３００６）の温度を上昇させてもよい。より高く熱せられた冷却剤（３００６）の温度はより高い液体デシカント濃度をもたらす。代わりに、または並行して、暖かい搬送空気（３００９）の流量、或いは温度を変化させることによって、前記高濃度液体デシカント（３００３，１６）の濃度を変化させてもよい。
【００５５】
搬送空気（３０１０）の湿度、温度、流量はもちろん、エンジン排気（３０１３）の温度と流量も変動させることによって、水回収のレートを変化させてもよい。凝縮器（３０１７）を通過する外気（３０１８）の流量を変化させることによって、水回収のレートを変動させてもよい。これらの変動要素の適正化は、エネルギー管理システム（３０７０／７０）によって行われる。前記エネルギー管理システム（３０７０／７０）は、総合的な液体デシカント再生および液体デシカント消費（例えば、液体デシカント空調機）システムを備える、様々なポンプ、制御装置、エンジン等と通信してもよい。
【００５６】
前記蓄えられた水および高濃度液体デシカントは、デシカント強化気化冷却空調システム（３２）を駆動するために使用されてもよい。前記エネルギー管理システムはそれによって、使用者への前記システムの、１日或いは１時間単位の経済的な利益の最適化に基づいて、エンジン発電、高濃度液体デシカントの濃度、高濃度液体デシカントの貯蔵のレート、および水回収のレートを最適化してもよい。したがって、前記エネルギー管理サブシステム（７０）は、本明細書に記載の前記システムのどれか、或いは全てに存在してもよい。
【００５７】
前記デシカント再生器１２と前記空調システム３２の分離は、特に有益であることがある。なぜなら、空気湿度は一般的に夜に温度が低下するのに連れて上昇するからである。このことが、主として空気を除湿するための前記高濃度液体デシカントを使用しながら、状態を水回収に最適にする。昼間の間、温度は上昇しがちであるが、湿度は低下する。このことは、相対湿度が高い状況であるときに、前記システムが、夕方の間に蓄えられた水を使用して、昼間により強く冷却するように最適化できるだろうことを意味する。前記エネルギー管理システム（３０７０／７０）による最適化は、現在のおよび予期された外気の湿度および温度と組み合わせられた、現在のおよび予期された建物内の顕熱および潜熱負荷に基づいてもよい。
【００５８】
以下に、本明細書に記載の液体デシカント再生システムのさまざまな実施例を示す。異なるグループで論考されたとしても、それぞれが開示の精神に整合し、１つの実施例からのさまざまな装置作動は別の実施例と交換され、別の実施例に追加され、或いは別の実施例から採られてもよいことは理解されるべきである。
【００５９】
本明細書で使用されるように、「管」と「ダクト」はそれぞれに標準的な意味を有し、流体が流れ通るパイプ、チューブ、管、方形の固体、および他の構造を包含する中空の固体を包含する。
【００６０】
本明細書で使用されるように、「接触」は標準的な意味を有し、異なるダクト内の物質が共通の壁、或いは薄膜を通じて熱的連通、或いは連通にある場合を包含する。例えば、２つのダクトは、多孔性薄膜の背中合わせの両面の流体を内包する場合、或いは熱伝導性で、不浸透性の壁（例えば、金属の壁）の背中合わせの両面の流体を内包する場合に、接触しているだろう。
【００６１】
本明細書で使用されるように、「連通」はシステムの流体流の一部として接続されることを包含する。通常使用されるとき、連通は、２つの点がダクト、パイプ、管、或いはチューブによって直接的に接続される場合の直接連通か、或いは２つの点が、それによって限定されることはないが、熱交換器、燃料電池、除湿器、保留タンク等を含む１つ以上の装置作動によって隔てられる間接連通のどちらかに関連する。本明細書で使用されているように、「流体連通」は、前記システムを通る流体の流動方向における流体連通を示す。したがって、ループがない限り、チューブの出口は同一のチューブの入口とは流体連通できない。
【００６２】
第１の論考。
【００６３】
図２〜５は、燃料電池（２０７）が主要要素であるアノード部（２１２）と、カソード部（２１３）と、冷却板（２１４）と、から構成される実施例を示す。カソード排気（２１ｂ）は高湿度の酸素減損空気である。前記燃料電池（２０７）は冷却剤コンテナ（２１５）からの冷却剤が流れる冷却板（２１４）もまた内包する。前記燃料電池冷却剤は、比較的低温で前記燃料電池冷却板（２１４）に入り、前記燃料電池（２０７）の作動温度とほぼ同等の高温で出ていく。この温度は４０度と１２０度の間で変動してもよい。前記加熱された燃料電池冷却剤は、低濃度液体デシカントコンテナ（２１９）に起因する低濃度液体デシカント（２２７）を加熱するために使用される。この加熱過程はデシカント再生器（２１６）で生じる。液体デシカントが加熱されるに連れて、その水への溶解度は低下する。それ故に、水分は分離され、液体デシカント濃度は上昇する。前記液体デシカントから分離される水分は、水回収システム（２１７）内の高湿度のカソード排気を使用して捕獲される。前記高湿度カソード排気は、前記燃料電池の作動温度に似た温度である。それ故に、それは前記液体デシカントを、４０度と１６０度の間で変動する温度の、そして、難溶解点の暖かさを維持する助けとなる。水分は前記液体デシカントから前記高湿度カソード排気に拡散される。前記高湿度カソードは相対湿度１００％であるかそれに近いので、前記液体デシカントによって分離される水分は空気中の水分と一緒に凝縮される。凝縮水は捕獲され、ウォーターコンテナ（２１８）に運ばれる。前記水回収システムは、前記水回収システム（２１７）内の空気をさらに冷却し、さらなる水分の分離をもたらす放熱器も備えているかもしれない。前記水回収システム（２１７）に存在する前記液体デシカントは高濃度で、前記高濃度液体デシカントコンテナ（２２１）に蓄えられる。液体デシカントからの水分分離および水蒸気凝縮は、どちらも吸熱過程であり、当該吸熱過程は前記水回収システム（２１７）内の前記液体デシカントの冷却に至る。
【００６４】
高濃度液体デシカントは、前記高濃度液体デシカントコンテナ（２２１）からポンプ（２２３）を通って空調除湿器（２０）へと流れ、当該空調除湿器（２０）は前記デシカント空調システム（３２）の一部を形成する。暖かく湿潤な外気が前記空調除湿器に入る。前記空調除湿器は空気中の水分と液体デシカントの間の流体接触を可能にする。前記高濃度液体デシカントは空気中の水分を吸収し、実質的に空気湿度を減少させる。この過程は発熱性であるが、発熱はデシカントの表面で生じ、当該表面で吸湿が生じる。前記液体デシカントは比熱を有するので、温度上昇は小さく、当該比熱が空気温度の上昇を減少させる。前記空調除湿器（２２０）を出ていく空気は、低湿度で外気の温度に似た温度である。この空気は、それから顕熱コイル（２２２）を使用して、空調される空間への導入に適した温度に冷却され、したがって調整された低湿度で冷たい空気（２１１）になる。前記空調除湿器を去る液体デシカントは低濃度（すなわち、薄められている）である。なぜなら、それは相当な量の水蒸気を吸収したからである。この低濃度液体デシカントは低濃度液体デシカントコンテナ（２１９）へと流れる。この実施例において、前記顕熱コイルで生じる冷却は、ポンプ（２２５）によって、前記ウォーターコンテナ（２１８）から運ばれる水分の導入によって促進されることに要注意である。この水分は、前記低湿度の空気の一部、或いは全て気化冷却を引き起こすために使用される。
【００６５】
図２はこれらの構成要素のそれぞれを別々に表しているが、図２は独立した別個の構成要素ではなく機能を描写しているので、これは図面の目的のためだけでそうされていることに要注意である。一例として、前記空調除湿器（２２０）は前記顕熱コイル（２２２）と連結されてもよい。そうするには、前記液体デシカントと前記空気は、除湿が行われるのに連れて冷却され、処理の有効性が上昇してもよい（低温液体デシカントはより水溶性が高い）。組み合わせられた機能の実例は、図６（要素１１６６）、図１２（要素１１６６）等の実施例を包含する、本明細書に記載の熱・物質交換（ＨＭＸ）装置を含む。
【００６６】
前記空調除湿器（２２０）、および、連結された空調除湿器（２２０）と顕熱コイル（２２２）の実施例は、図３のＡとＢにそれぞれ示される。図３Ａにおいては、水蒸気透過障壁（２３７）を通る液体デシカントからの水分と流体連結するチャンバ内の前記空調除湿器（２２０）に、外気（２２８）が入る。前記水蒸気透過障壁（２３７）は、前記液体デシカントと前記空気の間の水分と水蒸気の移動のみを可能にする。この水蒸気透過障壁（２３７）の裏側の高濃度液体デシカント（２３０）流は、前記空気から水分を吸収し、
濃度が減少して出ていく（２３１）。前記液体デシカントが流れる前記チャンバは、前記液体デシカント流と、チャンバ（２３６）内を流れる前記外気（２２８）との間の熱伝導を可能にする高熱伝導性を有する障壁で裏打ちされる。これによって、外気（２２８）は、温度の上昇を防ぎ、そして空気除湿の有効性を上昇させる前記液体デシカントを冷却する。積層配置で板を重ねることによって、或いはシェルアンドチューブ設計によって、図３Ａに記載の全体的な構成が達成されてもよい。
【００６７】
図３Ｂは、空気除湿処理の有効性を上昇させるために、前記空調除湿器（２２０）が前記顕熱コイル（２２２）と連結される実施例を示す。この場合、外気（２２８）は除湿チャンバ（２３５）内に流れる。前記空気中の水分と液体デシカントは、水分が流れることのみを可能にする水蒸気透過障壁（２３７）によって、流体連結する。高濃度液体デシカント（２０３）は前記多孔性の障壁（２３７）の他側を流れ、そして前記空気から水分を吸収し、それによって液体デシカント濃度を減少させる（２３１）。前記除湿チャンバ（２３５）は気化冷却チャンバ（２３６）と熱接続する。前記気化冷却チャンバ内において、前記除湿チャンバ（２３５）を去る低湿度の空気の一部、或いは全てが前記気化冷却チャンバを通って流される。水分（２３２）もまた水蒸気透過障壁内で、前記気化冷却チャンバ内を流され、当該水蒸気透過障壁は前記気化冷却チャンバ（２３６）内を流れる空気への水分と水蒸気の移動のみを可能にする。水分が前記低湿度の空気によって吸収されるに連れて、その温度は低下し、前記空気は相対湿度１００％近くに達する。空気が冷却されていくのに連れて、前記空気除湿器（２３５）内で除湿されている空気から熱もまた吸収する。除湿されながらの空気冷却処理は、除湿処理の有効性を増大させる。除湿されながらの空気加熱処理は、除湿処理の有効性を増大させる。それ故に、図３Ｂに示される構成は、気化冷却および空気除湿が別々に処理されていく場合よりも高い有効性を示す。
【００６８】
図３Ｂの実施例は、積層配置、或いはシェルアンドチューブ配置で構成されてもよい。これらの熱・物質交換（ＨＭＸ）要素のより詳細な構造は、この開示の至る所で発見し得る。
【００６９】
同様に、前記デシカント再生器（２１６）と前記水回収システム（２１７）は単一の構成要素の一部をなしてもよく、当該単一の構成要素は熱伝達および水伝達処理の有効性をさらに高める。このタイプの統合の実施例は図４に示され、当該図４では、低濃度液体デシカント（２２７）は、再生チャンバ（２４８）内に流れる。前記再生チャンバ（２４８）は、燃料電池を去る冷却剤（２４３）が流れていくチャンバ（２４９）と熱接続される。燃料電池冷却剤（２４３）は、水溶性を減じ、ひいては濃度を高くした前記液体デシカント（２２７）を加熱する。前記再生チャンバは、水回収チャンバ（２４７）と熱および流体接続する。加えて、これらの２つのチャンバは、水蒸気透過障壁（２４３）で隔てられ、当該水蒸気透過障壁（２４３）は、前記水回収チャンバ（２４７）と前記再生チャンバ（２４８）内の流体の間の水分の移動のみを可能にする。高湿度のカソード排気（２３９）は前記再生チャンバを通って流れ、前記液体デシカントと収集された水分を加熱する。前記水回収チャンバ（２４７）内の湿度が飽和状態に到達するに連れて、水の凝縮が生じる。前記水回収チャンバを去る空気と水分は放熱器を通過させられ、当該放熱器は空気を露点以下に冷却し、さらに液水を分離する。前記液水が貯蔵所（２４１）に収集され、それからシステムのウォーターコンテナ（２１８）内に流される。この全体構造は、再生処理を通じて、そして、加湿およびカソード空気を使用した水の凝縮処理を通じて、前記液体デシカントの暖かさを維持する。これらの処理の両方とも吸熱性である。この統合されたデシカント再生器（２１６）と水回収システム（２１７）の設計は、積層されて連続する電池セルを用いるか、或いはシェルアンドチューブ設計を使用することによって実行されてもよい。
【００７０】
前記空調除湿器と前記顕熱コイル用のシェルアンドチューブ設計の一例が図５に示され、当該図５では、外気は多数の水蒸気透過管内を流れ、当該水蒸気透過管は、囲まれた円筒形環の全長にわたる。前記水蒸気透過管は、水分と水蒸気のみに透過性を示し、液体デシカントの空気への漏れを許容しない。同じ円筒形環において、高濃度液体デシカント（２３０）が流れる。前記液体デシカントは前記水蒸気透過管の外側を流れ、前記円筒形環を低濃度液体デシカント（２３２）と共に去るに連れて、空気から水分を吸収する。空気除湿円筒形環（２３５）を去る空気（２１１）は乾燥している。この空気（２１１）の一部は、そこで空気が除湿される前記円筒形環（２３５）に熱連結され、埋め込まれた（或いは、その一部として形成された）円筒形封入部（２３６）内の多数の水蒸気透過管内を流れるように切り替えられる。水分（２３２）は、前記多数の水蒸気透過管の外部を通って流れ、当該多数の水蒸気透過管内を乾燥した空気が流れる。このように、前記空気は加湿されるに連れて冷却される。前記内部の円筒形チャンバ内の冷たい空気と水分が、底を去る空気（２１１）の温度を低下させる前記外側シリンダから熱を吸収する。用途に応じて、熱伝達さらに高めるため、そして圧力低下を縮小するために、流動構造は逆にすることができるだろうことに要注意である。例えば、前記内側円筒形チャンバ（２３６）内の水分は前記水蒸気透過管内を流れることができるだろう。そして、空気は外部を流れることができるだろう。
【００７１】
第２の論考。
【００７２】
複合された空調発電システムを開示する。前記システムは閉ループ液体デシカントシステムを備え、当該閉ループ液体デシカントシステムは、空調される空間に供給される空気を除湿するために使用される液体デシカントを再生するために、燃料電池からの排気を利用する。前記燃料電池と液体デシカント再生からの水分はまた、前記空調システムで気化冷却を行うためにも使用される。前記燃料電池によって発生する電力は、空調機、冷却される建物に電力供給される。そして、過剰な電力が生じる場合は、前記電力は前記電力グリッドに売却されてもよい、或いは後で使用するために（例えば、バッテリ、コンデンサ等に）蓄積されてもよい。
【００７３】
図１３〜１８、図６〜１１、および図１２は、異なる符号を使用して記載されているとはいえ、図１３および６（および図１２）は実質的に同一の実施例に関連していることを理解するべきである。したがって、図１３〜１８の論考が図６〜１１の同等の構造に関連する場合に、その記載は図６〜１１の相当する構造にも等しく適用可能であり、逆もまた同様である。例えば、図１３の除湿器１００４は図６の除湿機１１２と一致する。図１３の気化冷却チャンバ１００６は図６の気化冷却チャンバ装置１１６６に相当する。図１３の熱交換器１０１１は図６の熱交換器装置１２１０に相当する。図１３の燃料電池要素１０１３／１０１４は図６の燃料電池１１１４に相当する。図１３の水回収装置１０１２は図６のデシカント再生装置１１５９に相当する。図１３の放熱器１０１７は図６のＷＲ放熱器１１９８に相当する。図１３の放熱器１０１６は図６の燃料電池冷却剤放熱器１２２４に相当する。図１３の低濃度液体デシカントタンク１００１（６４）は図６の低濃度液体デシカント貯蔵器１２５２ｂ（６４）に相当する。図１３の高濃度液体デシカントタンク１００２（６２）は図６の高濃度液体デシカント貯蔵器１２５２ａ（６２）に相当する。そして、図１３の水貯蔵タンク１００３（５４）は図６の水タンク１２５６（５４）と一致する。同様の相関は図１２に対しても見出せる。
【００７４】
図６〜１１に示されるように、前記複合された空調発電システム１１１０は、除湿器１１１２、燃料電池１１４、および水回収（ＷＲ）装置１１１６を備えていてもよい。前記除湿器１１１２は除湿デシカントダクト１１１８を備え、当該除湿デシカントダクト１１１８は除湿エアダクト１１２０と接触してもよい。前記燃料電池１１１４は、第１電極チャンバ１１２２、第２電極チャンバ１１２４、および燃料電池積層体冷却板１１２６を備えていてもよい。前記燃料電池積層体冷却板１１２６は、前記第１および／または第２電極チャンバ１１２２，１１２４と熱的連通してもよい。いくつかの実施例においては、前記第１電極チャンバ１１２２はカソードで、前記第２電極チャンバ１１２４はアノードであり、一方で別の実施例においては、前記第１電極チャンバ１１２２がアノードで、前記第２電極チャンバ１１２４がカソードである。
【００７５】
前記水回収（ＷＲ）装置１１１６はＷＲデシカントダクト１１２８を備え、当該ＷＲデシカントダクト１１２８はＷＲエアダクト１１３０と接触してもよい。いくつかの実施例においては、前記第１電極チャンバ１１２２（例えば、カソードチャンバ、或いはアノードチャンバ）の出口１１３２は、前記ＷＲエアダクト１１３０の入口１１３４と流体連通してもよい。例えば固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）等のいくつかの実施例においては、前記第１電極チャンバ１１２２はアノードチャンバであってもよい。一方で別の実施例においては、前記第１電極チャンバ１１２２がカソードチャンバであってもよい。いくつかの実施例においては、前記除湿デシカントダクト１１１８の出口１１３６は、前記ＷＲデシカントダクト１１２８の入口１１３８と流体連通している。いくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントダクト１１２８の出口１１４０は、前記除湿デシカントダクト１１１８の入口１１４２と流体連通している。前記システム１１１０に有用な燃料電池の実例は、それによって限定されることはないが、プロトン交換膜燃料電池、直接メタノール／エタノール燃料電池、リン酸型燃料電池、固体酸化物型燃料電池、および溶融炭酸塩形燃料電池を含む。
【００７６】
いくつかの実施例においては、第１ダクトが第２ダクトを通過するか、或いは第２ダクトが第１ダクトを通過する場合には、第１ダクトは第２ダクトと接してもよい。いくつかの実施例においては、前記第１ダクトが第２ダクトを通過し、前記第１ダクトの流体流の方向が前記第２ダクトの流体流の方向に対してほぼ垂直であってもよい。そのような配置は本明細書に記載の互いに接するすべてのダクトに適用されるかもしれない。
【００７７】
いくつかの実施例においては、前記除湿デシカントダクト１１１８は前記除湿エアダクト１１２０を通過してもよい。図７に示されるようにいくつかの実施例においては、前記除湿デシカントダクト１１１８は、一本或いは複数の除湿デシカント管１１４４を包含していてもよい。いくつかの実施例においては、少なくとも一本の前記除湿デシカント管１１４４の流動方向は、前記除湿エアダクト１１２０の流動方向に対して角度をなす。いくつかの実施例においては、少なくとも一本の前記除湿デシカント管１１４４の流動方向は、前記除湿エアダクト１１２０の流動方向に対してほぼ垂直（例えば、９０度±１０度、或いは９０度±５度、或いは９０度±２．５度）である。いくつかの実施例においては、前記除湿デシカントダクト１１１８は複数の除湿デシカント管１１４４を包含し、当該複数の除湿デシカント管１１４４は、図７に示されるように（同様の配置は図８〜１１に示される）、前記除湿エアダクト１１２０を横切ってずらして配置される。
【００７８】
いくつかの実施例においては、前記除湿デシカントダクト１１１８は複数の除湿デシカント管１１４４を備え、そして、前記除湿器１１１２は、前記複数の除湿デシカント管１１４４の入口１１４２ａと流体連通する除湿デシカントヘッダ１１５０ａをさらに備える。いくつかの実施例においては、前記除湿デシカントヘッダ１１５０ａは、前記ＷＲデシカントダクト１１２８の前記出口１１４０と流体連通する。
【００７９】
いくつかの実施例においては、前記除湿器は、複数の除湿デシカント管１１３６ａの出口１１４２ｂと流体連通する除湿デシカントヘッダ１１５０ｂをさらに備える。いくつかの実施例においては、前記除湿デシカントヘッダ１１５０ｂの出口１１５４は、前記ＷＲデシカントダクト１１２８の前記入口１１３８と流体連通している。
【００８０】
いくつかの実施例においては、前記除湿デシカントダクト１１１８と前記除湿エアダクト１１２０は、除湿薄膜１１４６の背中合わせの両面に位置するか、或いは除湿薄膜１１４６を備える共通の壁を共有する。いくつかの実施例においては、前記除湿薄膜１１４６は水蒸気の透過性を有するが、前記除湿薄膜１１４６の一側から他側への流体の伝達を許容しない。そのような水蒸気透過薄膜、及びその特性はこの開示の至る所に記載されている。
【００８１】
いくつかの実施例においては、前記除湿薄膜１１４６は、前記除湿エアダクト１１２０内の空気中の水蒸気が、前記除湿薄膜１１４６を越えて、前記除湿デシカントダクト１１１８内のデシカント流に移ることを可能にする。いくつかの実施例においては、前記除湿エアダクト１１２０内の空気から前記除湿デシカントダクト１１１８内への水蒸気の通過の結果として、前記除湿デシカントダクト１１１８を出ていく液体デシカント流は前記除湿デシカントダクト１１１８に入る液体デシカント流よりもデシカント濃度が低く（水濃度が高く）、そして、前記除湿エアダクト１１２０を出ていく空気流は前記除湿エアダクト１１２０に入る空気流よりも湿度が低い。前記除湿デシカントダクト１１１８の内容物が前記除湿エアダクト１１２０内の空気へと通過しないように、前記システム１１１０が操作されてもよい。
【００８２】
いくつかの実施例においては、前記水回収装置１１１６はデシカント再生装置１１５９を備え、当該デシカント再生装置１１５９は前記ＷＲデシカントダクト１１２８と前記ＷＲエアダクト１１３０を備える。いくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントダクト１１２８と前記ＷＲエアダクト１１３０は、ＷＲ薄膜１１４８の背中合わせの両面に位置するか、或いは除湿薄膜１１４６を備える共通の壁を共有する。いくつかの実施例においては、前記ＷＲ薄膜１１４８は、水蒸気に対して透過性を有するが、前記ＷＲ薄膜１１４８の一側から他側への流体の伝達を許容しない。例えば、前記ＷＲ薄膜１１４８は、前記ＷＲデシカントダクト１１２８内のデシカント流内の水分が前記ＷＲ薄膜１１４８を越えて、前記ＷＲエアダクト１１３０内のカソード排気流に移ることを可能にしてもよい。
【００８３】
いくつかの実施例においては、前記ＷＲ薄膜１１４８は、前記ＷＲデシカントダクト１１２８からの水分が前記ＷＲ薄膜１１４８を越えて、前記ＷＲエアダクト１１３０内の前記排気流に移ることを可能にする。いくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントダクト１１２８内の液体デシカントから前記ＷＲエアダクト１１３０内への水蒸気の通過の結果として、前記前記ＷＲデシカントダクト１１１８を出ていく液体デシカント流は、前記前記ＷＲデシカントダクト１１２８に入る液体デシカント流よりもデシカント濃度が高く（水濃度が低く）、そして、前記ＷＲエアダクト１１３０を出ていく前記排気流は前記ＷＲエアダクト１１３０に入る空気流よりも湿度、或いは含水率が高い。水蒸気のみが記前記ＷＲデシカントダクト１１２８から前記ＷＲエアダクト１１３０へと通過するように、前記システム１１１０が操作されてもよい。
【００８４】
いくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントダクト１１２８は前記ＷＲエアダクト１１３０を通過してもよい。図８に示されるようにいくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントダクト１１２８は、複数本のＷＲデシカント管１１５６を包含していてもよい。いくつかの実施例においては、少なくとも一本の前記ＷＲデシカント管１１５６の流動方向は、前記ＷＲエアダクト１１３０の流動方向に対して角度をなす。いくつかの実施例においては、少なくとも一本の前記ＷＲデシカント管１１５６の流動方向は、前記ＷＲエアダクト１１２０の流動方向に対してほぼ垂直（例えば、９０度±１０度、或いは９０度±５度、或いは９０度±２．５度）である。いくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントダクト１１２８は複数本の除湿デシカント管１１５６を包含し、当該複数の除湿デシカント管１１５６は、図８に示されるように（同様の配置は図７，９〜１１に示される）、前記除湿エアダクト１１２０を横切ってずらして配置される。
【００８５】
いくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントダクト１１２８は複数本のＷＲデシカント管１１５６を備え、そして、前記システム１１１０は、前記複数本のＷＲデシカント管１１５６の入口１１３８ａと流体連通しているＷＲデシカントヘッダ１１６０ａを備える。いくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントヘッダ１１６０ａの入口１１６２は、前記除湿デシカントダクト１１１８の出口１１３６と流体連通する。
【００８６】
図８に示されるようにいくつかの実施例においては、前記システムは、複数本の除湿デシカント管１１５６の出口１１４０ｂと流体連通するＷＲデシカントヘッダ１１６０ｂも備える。いくつかの実施例においては、前記ＷＲデシカントヘッダ１１６０ｂの出口１１６４は、前記除湿デシカントダクト１１１８の出口１１４２と流体連通している。
【００８７】
図９に示されるようにいくつかの実施例においては、前記複合された空調発電システム１１１０は、気化冷却（ＥＣ）装置１１６６を備え、当該気化冷却装置１１６６は、冷却された空気をＥＣウォーターダクト１１７０とＥＣデシカントダクト１１７２に接触させるためのＥＣエアダクト１１６８を備える。いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォーターダクト１１７０と前記ＥＣデシカントダクト１１７２は、ＥＣエアダクト１１６８内の流体が、前記ＥＣウォーターダクト１１７０と前記ＥＣデシカントダクト１１７２に順次遭遇するように配置される。いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォーターダクト１１７０と前記ＥＣデシカントダクト１１７２は点在する。
【００８８】
前記ＥＣウォーターダクト１１７０は、冷却された空気の湿式或いは気化冷却を行うために、水滴或いは水蒸気を、前記ＥＣエアダクト１１６８を通過する前記冷却された空気中に移してもよい。例えば、いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォーターダクト１１７０はＥＣ薄膜１１７4を備えてもよく、当該ＥＣ薄膜１１７4は、前記ＥＣエアダクト１１６８を通過する前記冷却された空気の気化冷却を行うために、水蒸気透過性である。別の実施例においては、前記ＥＣウォーターダクト１１７０は、前記ＥＣエアダクト１１６８を通過する前記冷却された空気中に水滴を噴射してもよい。そのような噴霧器の一例は図３３に示される。いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォーターダクト１１７０は、複数本のＥＣウォーター管１１７０ａを備えていてもよい。いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォーターダクト１１７０は、前記ＥＣウォーターダクト１１７０の外部（例えば、前記ＥＣウォーターダクト１１７０の上部に沿って位置する開口部）を水分が流れることを可能にするように適合されてもよい。
【００８９】
いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォーターダクト１１７０の出口のみが、ノズル、或いは前記ＥＣウォーターダクトの前記壁（例えば、開口部、或いは前記ＥＣ薄膜１１７4を通過して）に通じる。いくつかの実施例においては、前記システム１１１０はまた、前記ＥＣウォーターダクト１１７０内で目標圧力を維持するための、前記ＥＣウォーターダクト１１７０と流体連通するＥＣウォーターポンプ１１７６も備える。このことは、前記システムが気化冷却装置１１６６で利用される湿式冷却量を制御することを可能にする。前記ＥＣウォーターダクト１１７０内で維持される圧力は、所望の量の水分子を前記ＥＣエアダクト１１６８内に移すのに充分であるべきである。いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォーターポンプ１１７６は水位センサ或いは水位スイッチを使用して制御され、当該水位センサ或いは水位スイッチは特定の水流に対応する特定の水位を維持する。
【００９０】
図９に示されるもの等のいくつかの実施例においては、前記ＥＣデシカントダクト１１７２は、１つ以上のＥＣデシカント管１１７２ａであってもよい。いくつかの実施例においては、前記ＥＣデシカント管１１７２ａの壁は、高い熱伝導率を有し、デシカント流と、空気流中の水分とに対して不浸透性であってもよい。このことは、冷気が前記ＥＣデシカントダクト１１７２内のデシカント流を、前記除湿器１１１２に入る前にれいきゃくすることを可能にし、当該冷気は前記ＥＣウォーターダクト１１７０による水分の分離の結果として、気化冷却を受けている。
【００９１】
いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォーターダクト１１７０の入口１１７８，１１７８ａは、前記ＷＲエアダクト１１３０の出口１１５８と流体連通する。
【００９２】
いくつかの実施例においては、前記気化冷却装置１１６６はまた、複数本の前記ＥＣウォーター管１１７０ａの入口１１７８ａと流体連通するＥＣウォータヘッダ１１８０も備える。いくつかの実施例においては、前記ＥＣウォータヘッダ１１８０の入口１１８２は、前記ＷＲエアダクト１１３４の前記出口１１５８と流体連通する。いくつかの実施例においては、複数本の前記ＥＣウォーター管１１７０ａの出口１１８４は、出口を有しない端部キャップ１１８６と流体連通する。
【００９３】
いくつかの実施例においては、前記気化冷却装置１１６６はまた、複数本の前記ＥＣデシカント管１１７２ａの入口１１９０と流体連通するＥＣデシカントヘッダ１１８８ａも備える。いくつかの実施例においては、前記ＥＣデシカントヘッダ１１８８ａの入口１１９２は、前記ＷＲデシカントダクト１１２８の出口１１４０と流体連通する。
【００９４】
いくつかの実施例においては、前記気化冷却装置１１６６はまた、前記ＥＣデシカント管１１７２ａの出口１１９４と流体連通するＥＣデシカントヘッダ１１８８ｂも備える。いくつかの実施例においては、前記ＥＣデシカントヘッダ１１８８ｂの出口１１９６は、前記除湿デシカントダクト１１２０の入口１１４２，１１５２（例えば、除湿デシカント管１１４４、或いは除湿デシカントヘッダ１１５０ａ）、前記ＥＣデシカントダクト１１７２，１１７２ａの入口１１９０，１１９０ａ、或いはその両方と流体連通する。
【００９５】
図１０に示されるようにいくつかの実施例においては、前記除湿器１１１２と前記気化冷却装置１１６６は、共通ハウジングの一部であってもよい。そして、前記ＥＣデシカントダクト１１７２の前記出口１１９４は、接続チューブ或いはパイプ１２５８によって、前記除湿デシカントダクト１１１８の前記入口１１４２に直接的に接続されてもよい。図１０は図６の前記エアダクト１１２０／１１６９の一実施例の切断線１０−１０による断面図であり、当該図１０においては空気流の方向は向こう向きである。
【００９６】
図６に示されるようにいくつかの実施例においては、前記システム１１１０は水回収（ＷＲ）放熱器１１９８を備える。前記ＷＲ放熱器１１９８は、ＷＲ放熱器冷却ダクト１２００とＷＲ放熱器給水ダクト１２０２を備えてもよい。前記ＷＲ放熱器給水ダクト１２０２は放熱器であってもよい。そして、前記ＷＲ放熱器冷却ダクト１２００は、外気を前記ＷＲ放熱器給水ダクト１２０２に吹きあてるのに適していてもよい。ＷＲ放熱器ファン１２０３が、前記ＷＲ放熱器冷却ダクト１２００を通過して、前記ＷＲ放熱器給水ダクト１２０２に空気を追いやる位置に配置されてもよい。
【００９７】
前記ＷＲエアダクト１１３０の出口１１５８は、前記ＷＲ放熱器給水ダクト１２０２の入口１２０４と流体連通してもよい。いくつかの実施例においては、前記ＷＲ放熱器給水ダクト１２０２は２つの出口、ＷＲ放熱器水配管１２０６とＷＲ放熱器排出１２０８を有する。前記ＷＲ放熱器水配管１２０６は前記ＥＣウォーターダクト１１７０の入口１１７８と流体連通してもよい。いくつかの実施例においては、前記ＷＲ放熱器排出１２０８は周囲と流体連通してもよい。一方で、別の実施例においては、前記ＷＲ放熱器排出１２０８は空調される（例えば暖房される）空間と流体連通してもよい。
【００９８】
いくつかの実施例においては、前記システム１１１０は、熱交換（ＨＸ）装置１２１０を備え、当該熱交換（ＨＸ）装置１２１０は、ＨＸ冷却剤ダクト１２１４と接するＨＸデシカントダクト１２１２を備える。いくつかの実施例においては、前記ＨＸデシカントダクト１２１２は前記ＨＸ冷却剤ダクト１２１４と熱連通する。いくつかの実施例においては、前記ＨＸデシカントダクト１２１２は前記ＨＸ冷却剤ダクト１２１４と流体連通しない。前記熱交換装置１２１０は、向流、板状熱交換器等の向流熱交換器であってもよい。
【００９９】
いくつかの実施例においては、前記ＨＸデシカントダクト１２１２の入口１２１６は、前記除湿デシカントダクト１１１８の出口１１３６と流体連通する。いくつかの実施例においては、前記ＨＸデシカントダクト１２１２の出口１２１８は、前記ＷＲデシカントダクト１１２８の入口１１３８と流体連通する。いくつかの実施例においては、前記ＨＸ冷却剤ダクト１２１４の入口１２２０は、燃料電池積層体冷却板の出口１１２５と流体連通する。いくつかの実施例においては、前記ＨＸ冷却剤ダクト１２１４の出口１２２２は、燃料電池積層体冷却板の入口１１２７と流体連通する。
【０１００】
いくつかの実施例においては、前記システム１１１０は、燃料電池冷却剤（ＦＣＣ）放熱器１２２４を備える。いくつかの実施例においては、前記ＦＣＣ放熱器１２２４は、ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６とＦＣＣ放熱器エアダクト１２２８を備える。前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６は放熱器であってもよい。そして、前記ＦＣＣ放熱器エアダクト１２２８は外気を前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６に吹きあてるのに適していてもよい。ＦＣＣ放熱器ファン１２２９が、前記ＦＣＣ放熱器エアダクト１２２８に空気を通過させ、前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６に空気を衝突させる位置に配置されてもよい。
【０１０１】
いくつかの実施例においては、前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６の入口１２３０はＨＸ冷却剤ダクトの出口１２２２と流体連通する。そして、前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６の出口１２３２は、燃料電池積層体冷却板の入口１１２７と流体連通する。いくつかの実施例においては、前記ＦＣＣ放熱器エアダクト１２２８は、外気（例えば、屋外）に入口１２３４と出口１２３６の両方で開かれている。
【０１０２】
いくつかの実施例においては、前記ＦＣＣ放熱器エアダクト１２２８の前記出口１２３６は、空調が必要な空間、例えば建物と流体連通してもよい。そのような場合、前記ＦＣＣ放熱器エアダクト１２２８の前記出口１２３６を出ていく空気は、前記空間を暖房するために使用されてもよい。
【０１０３】
図１２に示されるようにいくつかの実施例においては、前記放熱器１１９８，１２２４のいずれか一方、或いは両方は、液冷（例えば、水冷）熱交換器１２６０，１２７０に置き換えられてもよい。そのような実施例においては、冷媒管の出口は、建物の水道等の給湯用の水道と流体連通してもよい。
【０１０４】
いくつかの実施例においては、水回収ライン１２４４は水回収ライン熱交換器１２６０を備えてもよい。前記水回収ライン熱交換器１２６０はＷＲＬ冷媒ダクト１２６２とＷＲ給水ダクト１２０２を備えてもよい。前記ＷＲ給水ダクト１２０２は前記ＷＲＬ冷媒ダクト１２６２と熱連通して、流体連通はしなくてもよい。いくつかの実施例においては、家庭用、或いは工業用の水道は前記ＷＲＬ冷媒ダクト１２６２の入口１２６４と流体連通してもよい。そして、前記ＷＲＬ冷媒ダクト１２６２の出口１２６６は温水を家庭用、或いは工業用の使用のために供給してもよい。したがって、いくつかの実施例においては、前記水回収ライン熱交換器１２６０は温水暖房器として機能し、前記出口１２６６は温水を家庭用、或いは工業用の使用のために供給してもよい。
【０１０５】
前記ＷＲエアダクト１１３０の出口１１５８は、前記ＷＲ給水ダクト１２０２の入口１２０４と流体連通してもよい。いくつかの実施例においては、前記ＷＲ給水ダクト１２０２は、２つの出口、ＷＲ水配管１２０６とＷＲ排出１２０８を有する。前記ＷＲ水配管１２０６は前記ＥＣウォーターダクト１１７０の入口１１７８と流体連通してもよい。いくつかの実施例においては、前記ＷＲ排出１２０８は周囲と流体連通してもよい。一方で、別の実施例においては、前記ＷＲ放熱器排出１２０８は空調される（例えば暖房される）空間と流体連通してもよい。
【０１０６】
いくつかの実施例においては、ＦＣ冷却剤ループ１２４２は冷却剤回収ライン熱交換器１２７０を備えてもよい。前記ＣＲＬ熱交換器１２７０はＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６とＣＲＬ冷媒ダクト１２７２を備えてもよい。前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６は、前記ＣＲＬ冷媒ダクト１２７２と熱連通して、流体連通はしなくてもよい。いくつかの実施例においては、家庭用、或いは工業用の水道は前記ＣＲＬ冷媒ダクト１２７２の入口１２７４と流体連通してもよい。そして、前記ＣＲＬ冷媒ダクト１２７２の出口１２６６は温水を家庭用、或いは工業用の使用のために供給してもよい。したがって、いくつかの実施例においては、前記ＣＲＬ熱交換器１２７０は温水暖房器として機能し、前記出口１２６６は温水を家庭用、或いは工業用の使用のために供給してもよい。
【０１０７】
いくつかの実施例においては、前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６の入口１２３０は、ＨＸ冷却剤ダクトの出口１２２２と流体連通する。そして、前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６の出口１２３２は燃料電池積層体冷却板の入口１１２７と流体連通する。
【０１０８】
図１１に示されるように、複数の導管（ｔ）（例えば、１１４４，１１５６，１１７２ａ，１１７０ａ等）が使用されるいくつかの実施例においては、前記複数の導管は、端板１２３８ａ，１２３８ｂによって、所望の形態で保持されてもよい。前記端板１２３８ａ，１２３８ｂは、前記導管（ｔ）の端部が遮られず、前記導管（ｔ）の外側とそれぞれの端板１２３８ａ，１２３８ｂの間に流体密なシールが存在するように、前記複数の導管（ｔ）と結合されてもよい。前記端板１２３８ａ，１２３８ｂは、異なるダクト内の、特にクロスフロー配置およびヘッダが使用される場合の、流れの混合を防ぐのに役立つ。
【０１０９】
いくつかの実施例においては、前記システム１１１０は、デシカントループ１２４０と、燃料電池冷却剤ループ１２４２と、そして水回収配管１２４４と、を備えるように構成される。これらのループ１２４０，１２４２，１２４４のそれぞれは、前記ループを通して関連する流体を伝達するための１つ以上の制御ポンプ１２４６，１２４８，１２５０をそれぞれに備える。これらのループのそれぞれは、前記デシカント再生装置１１５９で発生する水蒸気の伝達を除いて、他のループと流体連通しない。
【０１１０】
前記デシカントループ１２４０は前記ＨＸデシカントダクト１２１２と流体連通する前記除湿デシカントダクト１１１８を備え、前記ＨＸデシカントダクト１２１２は前記ＷＲデシカントダクト１１２８と流体連通し、前記ＷＲデシカントダクト１１２８は前記ＥＣデシカントダクト１１７２と流体連通し、前記ＥＣデシカントダクト１１７２は前記除湿デシカントダクト１１１８と流体連通してもよい。前記デシカントループ１２４０は、高濃度液体デシカントタンク１２５２ａ、低濃度液体デシカントタンク１２５２ｂ、或いは１２５２ａ，１２５２ｂの両方を備えてもよい。前記低濃度液体デシカントタンク１２５２ｂは、前記ＨＸデシカントダクト１２１２と流体連通する前記除湿デシカントダクト１１１８の間に図示されてはいるが、前記低濃度液体デシカントタンク１２５２ｂはまた、前記ＨＸデシカントダクト１２１２と前記ＷＲデシカントダクト１１２８の間に位置してもよいことが理解され得るであろう。
【０１１１】
前記燃料電池冷却剤ループ１２４２は前記ＨＸ冷却剤ダクト１２１４と流体連通する前記燃料電池積層体冷却板１１２６を備え、前記ＨＸ冷却剤ダクト１２１４は前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６と流体連通し、前記ＦＣＣ冷却剤ダクト１２２６は前記燃料電池積層体冷却板１１２６と流体連通してもよい。
【０１１２】
前記水回収配管１２４４は前記ＷＲエアダクト１１３０を出ていく過飽和された排気で始まり、前記ＷＲエアダクト１１３０は前記ＷＲ放熱器給水ダクト１２０２と流体連通し、前記ＷＲ放熱器給水ダクト１２０２は前記ＷＲ放熱器水配管１２０６と流体連通し、前記ＷＲ放熱器水配管１２０６は前記ＥＣウォーターダクト１１７０と流体連通してもよい。
【０１１３】
本明細書に記載の複合された空調発電システム１１１０の操作方法も記述する。前記方法は連続的な方法であってもよい。前記方法は液体デシカント流を使用する空気流の除湿と、燃料電池の電極チャンバからの排気流を使用する前記液体デシカント流の再生を含んでもよい。いくつかの実施例においては、前記空気流と前記液体デシカント流は除湿薄膜１４６を通って流体連通してもよく、当該除湿薄膜１４６は、空気中の湿気が前記液体デシカント流内に移すことを可能にする。
【０１１４】
前記排気流は燃料電池のアノードチャンバ、或いはカソードチャンバからであってもよい。前記排気流は高い湿度（例えば、＞相対湿度７０％、＞相対湿度８０％、＞相対湿度９０％）で、室温以上の温度（例えば、＞４０度、＞５０度、＞６０度、＞７０度、＞８０度、＞９０度、或いは＞１００度）であってもよい。
【０１１５】
いくつかの実施例においては、前記方法はまた、再生ステップにおいて使用された前記排気流からの冷却水の捕捉、および除湿ステップの前の前記液体デシカント流の冷却も含んでもよい。前記冷却ステップは前記冷却水を使用する前記液体デシカント流の気化冷却を含んでもよい。
【０１１６】
いくつかの実施例においては、前記捕捉ステップは前記排気流の冷媒流との接触を含んでもよい。いくつかの実施例においては、前記冷媒流は空調に、或いは家庭用或いは工業用の給水として使用される。前記方法は、本明細書に記載の独自の装置の動作について記載されている相互作用の全てを含んでもよい。
【０１１７】
本明細書で開示しているもの等の、空調目的で流入する空気を除湿するために液体デシカントを使用する除湿システムを記述する。前記除湿器の設計は、必ずしもそれだけではないが、大気からの空気流と、その再生処理中におよび／または冷却された前記液体デシカント流によって前記液体デシカントから回収される水分と、によって熱エネルギーが、除湿処理の間ずっと断続的に除去されるものである。外気から吸収され、液体デシカント流に入る水分が回収されるような方法で、前記システムは設計される。この水回収システムは、液冷燃料電池積層体を使用し、その動作から生じる熱を、前記液体デシカントの温度を上昇させ、水の離脱を促進するために利用する。前記燃料電池のカソード排気と湿気もまた、水分の収集、運搬、および沈殿材としてこの流れを使用することによって水回収を促進するために使用される。
【０１１８】
本明細書に記載の前記システムにおける液体デシカントの使用は、前記液体デシカント流を制御することにより、空気除湿の速度の調整を可能にする。加えて、前記液体デシカントは水蒸気透過障壁を通じて空気を除湿し、当該水蒸気透過障壁は微多孔性重合体或いは水透過性重合体で構成されてもよい。このように、液体デシカントの空調供給空気流への混入は防がれる。除湿処理は等温で、等温であることは空気除湿処理の有効性を増加させる。このことは同様に、より低い液体デシカント流速度をもたらし、ポンプ、バルブ等の液体デシカント運搬システムと、配管サイズと、のサイズ、費用、複雑さを減少させる。前記システムの連続動作は、前記液体デシカントを低濃度（高含水）状態から高濃度（低含水）状態へ再生させる能力に依存する。前記燃料電池が使用され、システム部品の設計が液体デシカント再生を可能にするやり方が、前記液体デシカントから得られる水分の回収と電気の発生につながる。結果として得られた、動作の産物として発電する装置、等温空気除湿器は莫大な価値を有する、なぜなら空調の総体的な効率を上昇させるからである。
【０１１９】
図１３は主要な構成要素の全てを含む空気除湿システムを示す。除湿器（１００４）はある温度と湿度レベルの外気（１００９）を取り込む。前記外気は除湿チャンバ（１００５）に入り、当該除湿チャンバでは、気化冷却チャンバ（１００６）で冷やされた高濃度液体デシカントが空気中の湿気を吸収する。前記液体デシカントは前記除湿チャンバ（１００５）を、入ったときよりも低い濃度で出ていく。この低濃度液体デシカント（１００１）は蓄積される。前記除湿チャンバを出ていくのは、低湿度の建物供給空気（１０１０）である。前記気化冷却チャンバもまた加湿される外気（１００７）を供給され、当該外気（１００７）は加湿され、このようにその温度は湿球温度に低下される。前記気化冷却チャンバ（１００６）内を流れる高濃度液体デシカントは、加湿された前記外気によって冷却される。前記気化冷却チャンバを去る前記加湿された空気（１００８）は周囲に排出される。前記高濃度液体デシカント（１００２）は、水分（１００３）のように容器に蓄積される。
【０１２０】
除湿の処理を維持するために、水分（１００３）と高濃度液体デシカント（１００２）は補充されなければならない。このことは、熱、水分、および燃料電池のカソード排気を使用する水回収およびデシカント再生システムによってなされる。液体燃料電池冷却材（１０１５）が前記燃料電池積層体の動作によって発生する熱を集める前記燃料電池積層体冷却板（１０１３）に流れ込み、当該液体燃料電池冷却剤（１０１５）は適切な燃料電池冷却流体のいずれかであってもよく、当該燃料電池冷却流体は、それによって限定されることはないが、水、エチレングリコール、油、重合体混合物、或いはそれらを組み合わせたものを含むであろう。燃料電池積層体の動作は産物として電気（１０２０）を生じさせる。前記燃料電池積層体冷却板（１０１３）を出ていく前記燃料電池冷却剤は、その後熱交換器（１０１１）を通過させられる。この熱交換器は、低濃度液体デシカント流と、前記燃料電池積層体冷却板（１０１３）を出ていく燃料電池冷却剤流と、の間の熱伝達を可能にする。そうすることにおいて、前記低濃度液体デシカント流の温度が上昇し、前記デシカントを含む溶液中の水分量を減少させる。前記液体デシカントからの水の分離処理は吸熱性である。前記熱交換器（１０１１）を去る前記燃料電池冷却剤は、放熱器（１０１６）を使用してさらに冷却される。前記熱交換器（１０１１）は、前記低濃度液体デシカントによって湿らされる部品の全てが、プラスチック、重合体混合物、および被覆金属等の、液体デシカントと科学的に互換性のある材料製である。前記熱交換器（１０１１）の設計の実施例をこの書類で後ほど論考する。
【０１２１】
前記熱交換器（１０１１）を去る前記液体デシカントは、その後水回収装置（１０１２）に供給される。前記水回収装置はまた、前記燃料電池積層体のカソードチャンバ（１０１４）を去る空気も供給される。前記燃料電池積層体カソードチャンバ（１０１４）には外気（１０１９）が供給される。この外気（１０１９）中の酸素は、前記燃料電池積層体カソードチャンバ（１０１４）内で反応させられ水となる。前記燃料電池積層体カソードチャンバ（１０１４）を去る空気は暖かく、前記燃料電池積層体の動作温度に近いか、或いは等しい温度である。暖かいとはいえ、この空気は一般的に過飽和で、一般的に液状水分を含む。この空気は前記水回収装置に供給され、それによって、水分は、もはや前記水回収装置（１０１２）内を流れる液体デシカント溶液中ではなく、前記液体デシカントから空気側へ流れる。前記空気側における水分の分圧は、液体デシカント側よりも低い。前記水回収装置（１０１２）のこれらの側は、水蒸気透過障壁によって隔てられ、当該水蒸気透過障壁は微多孔性プラスチック、或いは吸水性重合体、或いはそれらを組み合わせたものから構成されてもよい。この障壁は液体デシカントや空気が前記水回収装置（１０１２）内で混ざることを許さない。前記水回収装置を去る空気は、外気を使用して放熱器（１０１７）内でさらに冷却される。凝縮された液状水分は収集され、水貯蔵タンク（１００３）に圧送される。前記放熱器（１０１７）を去る空気は排出される。高濃度液体デシカントは前記水回収装置（１０１２）を出ていき、そして、高濃度液体デシカント貯蔵器（１００２）に圧送されるか、或いは運搬される。
【０１２２】
いくつかの実施例においては、前記システムは、前記液体デシカントと、この流体が熱および水分の伝達を必要としない流れと、の間の障壁（１０２１）を使用する。この障壁は、前記液体デシカントと科学的に互換性のあるプラスチックや重合体からなる。
【０１２３】
前記障壁（１０２１）は一括りの管（１０２２）の中に配置されてもよい。この一括りの管（１０２２）は円柱状或いは（図１４に示されるように）方形状に配置されてもよい。この一括りの管（１０２２）の端部は、図１４に示されるように枠（１０２３）内で固定され（或いは埋め込まれ）てもよい。前記枠は、前記一括りの管（１０２２）の端部への穴が露出し、前記一括りの管（１０２２）の胴部がこれらの端部から隔てられるように、その後注入可能な硬化重合体で満たされる。前記一括りの管（１０２２）の他端部も同様になされてもよい。
【０１２４】
結果として、図１１に示されるプラスチック構造体（１０２４）となる。このプラスチック構造体（１０２４）によって、液体デシカントは個々の円筒状障壁（１０２１）内を通り、空気或いは他の流体は前記円筒状障壁（１０２１）を通過することができる。以前に論考されたように、前記障壁（１０２１）は多くの材料で構成されてもよい。しかしながら、前記一括りの管（１０２２）を通過する流体と、前記一括りの管（１０２２）の中の前記障壁（１０２１）内を通る液体デシカントとの間で、水伝達が望まれる場合には、前記障壁（１０２１）に使用される材料は、微多孔性構成の互換性を有する材料のうちのどれで作られてもよい。細孔のサイズは水分子の通過を可能にし、窒素や酸素等の空気分子を通過させないのに十分に大きくなければならない。水分子はこれらの他の分子よりも小さいことに要注意である。微多孔性プラスチックの使用の代案は、水透過プラスチックの使用であり、当該水透過プラスチックは、それを横切る水分搬送を可能にする。そのようなプラスチックの１つはナフィオンである。もっとも、別のものは本明細書に記載されている。
【０１２５】
図１５は前記除湿器（１００４）の前記除湿チャンバ（１００５）を示し、当該除湿チャンバ（１００５）において、前記構造体（１０２４）内の前記一括りの管（１０２２）の外部を通って、外気（１００９）が流れる。高濃度液体デシカントは前記障壁（１０２１）内を流れるであろう。そして、前記空気から湿気を吸収するであろう。
【０１２６】
図１６は前記除湿器（１００４）の前記除湿チャンバ（１００５）の上面図である。これは、前記チューブ束（１０２２）内の前記障壁（１０２１）の内部がそれぞれと流体連通することと、液体デシカントが１つだけの入口を経由して、それらに導入されることと、を示す。キャップ（１０２５ａ）がチャンバに設置され、当該チャンバにおいて液体デシカントは個々の前記障壁（１０２１）の内部に分散される。同様のキャップ（１０２５ｂ）が前記構造体（１０２４）の他側に存在する。このキャップ（１０２５ｂ）は個々の前記障壁（１０２１）からの液体デシカントの流出を収集する。
【０１２７】
図１７は前記除湿器（１００４）のより詳細な概念を示す。図示されているように、前記除湿器は２つのチャンバ、前記空気除湿チャンバ（１００９）と前記気化冷却チャンバ（１００６）からなる。両方のチャンバはチューブ状束構造体（１０２４）を、熱、或いは熱と水分を伝達するために使用する。前記気化冷却チャンバ（１００６）において、外気（１００７）は１つ或いは２つの構造体（１０２４ａ，１０２４ｂ）を通って流れる。第１の構造体（１０２４ａ）はそのチューブ束（１０２２ａ）内を流れる水分を有する。前記物質障壁（１０２１）は微多孔性プラスチック製で、当該微多孔性プラスチックは、水分が前記チューブ束から前記空気へ浸透することを可能にする。前記空気が水分を吸収するのに連れて、その温度は低下し、湿球温度に近づく。この構造体（１０２４）の前記キャップ（１０２５）内に流出口はないことに要注意である。それは水分が、空気中への同伴によって、断続的に排出されるからである。この構造体内への水分流の調整には低圧装置を使用でき、当該定圧装置は前記チューブ束内の水圧がある範囲内に維持されることを保証する。水分が前記空気によって吸収されるに連れて、水圧は低下し、バルブの開放を引き起こし、水分が前記構造体（１０２４ａ）に侵入することを可能にするだろう。別の方法では、前記障壁（１０２１）内の毛細現象による水分搬送を使用する。水分が消費され、そして前記障壁が乾燥するに連れて、水分は前記チューブに侵入する。水分が前記管に導入される、或いは前記チューブの外面上を導かれるやり方に応じて、前記チューブ束の方向付けは垂直或いは水平になるかもしれない。
【０１２８】
前記より低温の空気は、前記気化冷却チャンバ（１００６）内の第２の構造体（１０２４ｂ）を通って流れる。高濃度液体デシカントはこの構造体（１０２４ｂ）内を流れる。前記空気と前記液体デシカントの間で水分を搬送する欲求はないが、熱のみはあるので、この構造体（１０２４ｂ）内の前記障壁（１０２１）は多孔性或いは水透過性ではない材料で構成される。前記チューブ束（１０２２）の材料および構造は、単に熱伝達の目的のためだけに設計される。前記除湿器（１００４）の前記気化冷却チャンバ（１００６）を去る前記液体デシカント（１０２６）は少し冷たく、外気の湿球温度に近づく。前記冷却された液体デシカント（１０２６）はその後、前記除湿器の前記除湿チャンバ（１００５）に入る。
【０１２９】
図１８に示されるように、前記除湿器（１００４）の機械的配置は、ほんの一本のエアダクト内でもよく、一部の空気が前記気化冷却チャンバ（１００６）を通過し、他の空気が前記空気除湿チャンバ（１００５）を通過するように、当該一本のエアダクトは分割される。この図においては、前記空気は向こう側へ流れる。この構造の長所は、部品を共同設置できることと、ただ１つの空気源を使用できることである。
【０１３０】
全ての配置において、前記障壁で使用される直径および材料は、前記構造体の特定の機能に応じて変えてもよい。より小さな直径の障壁は、容積に対する表面の比率をもたらし、当該容積に対する表面の比率は物質搬送と熱伝達をさらに高める。しかしながら、より小さな直径は前記障壁を通しての圧力降下を増大させる。そこで、チューブ束内の障壁の数は増加させなければならない。前記障壁の材料は機能に基づいて変わる。例えば、前記水回収装置（１０１２）で使用される前記構造体における前記障壁は、例えばテフロン（登録商標）等の、疎水性或いは超疎水性の表皮材を有してもよい。この場合、形成された水滴は、前記チューブから集水桝内に容易に転がり落ちるだろう。前記水回収装置（１０１２）の実施例は、垂直のチューブ束を伴うそれらを備える。同様の仕方で、前記気化冷却チャンバ（１００６）構造体で使用される障壁は、親水性の表皮材を有することができるだろう。この場合、前記障壁の外側部分に蓄積される水分は、前記チューブを転がり落ちず、その代わりに流入する外気によって完全に乾くまで留まる。
【０１３１】
空調発電システムと結合された第１の特定のシステムは、除湿エアダクトと接触する除湿デシカントダクトを備える除湿器と、電極チャンバを備える燃料電池と、ＷＲエアダクトと接触するＷＲデシカントダクトを備える水回収（ＷＲ）装置と、を備え、前記電極チャンバの出口が前記ＷＲエアダクトの入口と流体連通し、前記除湿デシカントダクトの出口が前記ＷＲデシカントダクトの入口と流体連通し、前記ＷＲデシカントダクトの出口が前記除湿デシカントダクトの入口と流体連通する。
【０１３２】
第２の特定のシステムは、前記除湿デシカントダクトと前記除湿エアダクトが除湿薄膜の背中合わせの両面に位置し、前記除湿薄膜が水蒸気浸透性である、前記第１の特定のシステムであってもよい。
【０１３３】
第３の特定のシステムは、前記除湿薄膜が、前記除湿エアダクト内の空気中の水分が前記除湿薄膜を横切って、前記除湿デシカントダクト内のデシカント流に移ることを可能にする、前記第２の特定のシステムであってもよい。
【０１３４】
第４の特定のシステムは、前記除湿デシカントダクトが少なくとも１つの除湿デシカントチューブを備える、先行する特定のシステムのいずれかであってもよい。
【０１３５】
第５の特定のシステムは、前記ＷＲデシカントダクトと前記ＷＲエアダクトが、ＷＲ薄膜の背中合わせの両面に位置し、前記ＷＲ薄膜が水蒸気浸透性である、先行する特定のシステムのいずれかであってもよい。
【０１３６】
第６の特定のシステムは、前記ＷＲ薄膜が、前記ＷＲデシカントダクト内のデシカント流が前記ＷＲ薄膜を横切って、前記ＷＲエアダクト内のカソード排気流に移ることを可能にする、前記第５の特定のシステムであってもよい。
【０１３７】
第７の特定のシステムは、前記ＷＲデシカントダクトが複数のＷＲデシカント管を備える、先行する特定のシステムのいずれかであってもよい。
【０１３８】
第８の特定のシステムは、前記ＷＲデシカントダクトが複数の除湿デシカント管を備え、前記除湿器が前記複数の除湿デシカント管の入口と流体連通する除湿デシカントヘッダをさらに備え、前記除湿デシカントヘッダの入口が前記ＷＲデシカントダクトの出口と流体連通する、先行する特定のシステムのいずれかであってもよい。
【０１３９】
第９の特定のシステムは、冷却された空気をＥＣウォーターダクトとＥＣデシカントダクトに順次接触させるために、ＥＣエアダクトを備える気化冷却（ＥＣ）装置をさらに備え、前記ＥＣエアダクトを通過する前記冷却された空気の気化冷却を行うために、前記ＥＣウォーターダクトがＥＣ薄膜を備え、当該ＥＣ薄膜が水蒸気浸透性である、先行する特定のシステムのいずれかであってもよい。
【０１４０】
第１０の特定のシステムは、ＷＲ放熱器冷却ダクトとＷＲ放熱器給水ダクトを備えるＷＲ放熱器をさらに備え、前記ＷＲエアダクトの出口が前記ＷＲ放熱器給水ダクトの入口と流体連通し、前記ＷＲ放熱器給水ダクトが２つの出口、ＷＲ放熱器水配管とＷＲ放熱器排出を有し、前記ＷＲ放熱器水配管が前記ＥＣウォーターダクトの入口と流体連通する、第９の特定のシステムであってもよい。
【０１４１】
第１１の特定のシステムは、前記ＥＣウォーターダクト内を目標圧力を維持するために、前記ＥＣウォーターダクトと流体連通するＥＣウォーターポンプをさらに備える、第９の特定のシステムであってもよい。
【０１４２】
第１２の特定のシステムは、前記ＥＣウォーターダクトの出口のみが前記ＥＣ薄膜を通り抜ける、第９の特定のシステムであってもよい。
【０１４３】
第１３の特定のシステムは、前記ＥＣウォーターダクトが複数のＥＣウォーター管を備える、第９の特定のシステムであってもよい。
【０１４４】
第１４の特定のシステムは、前記ＷＲデシカントダクトの出口が前記ＥＣデシカントダクトの入口と流体連通する第９の特定のシステムであってもよい。
【０１４５】
第１５の特定のシステムは、前記ＥＣデシカントダクトが複数のＥＣデシカント管を備える、第９の特定のシステムであってもよい。
【０１４６】
第１６の特定のシステムは、ＨＸ冷却剤ダクトと接触するＨＸデシカントダクトを備える熱交換（ＨＸ）装置をさらに備え、前記ＨＸデシカントダクトの入口が前記除湿デシカントダクトの出口と流体連通し、前記ＨＸデシカントダクトの出口が前記ＷＲデシカントダクトの入口と流体連通し、前記ＨＸ冷却剤ダクトの入口が燃料電池積層体冷却板の出口と流体連通し、前記ＨＸ冷却剤ダクトの出口が燃料電池積層体冷却板の入口と流体連通する、第９の特定のシステムであってもよい。
【０１４７】
第１７の特定のシステムは、ＦＣＣ冷却剤ダクトとＦＣＣ放熱器エアダクトを備える燃料電池冷却剤（ＦＣＣ）放熱器をさらに備え、前記ＦＣＣ冷却剤ダクトの入口が前記ＨＸ冷却剤ダクトの出口と流体連通し、前記ＦＣＣ冷却剤ダクトの出口が燃料電池積層体冷却板の入口と流体連通する、第１６の特定のシステムであってもよい。
【０１４８】
第１８の特定のシステムは、前記ＦＣＣ放熱器エアダクトの入口と出口が外気と流体連通する、第１６の特定のシステムであってもよい。
【０１４９】
第１９の特定のシステムは、前記燃料電池が、第２の電極チャンバと、前記第１および第２の電極チャンバと熱連通する燃料電池積層体冷却板と、をさらに備える、第１６の特定のシステムであってもよい。
【０１５０】
第２０の特定のシステムは、前記燃料電池が、第２の電極チャンバと、前記第１および第２の電極チャンバと熱連通する燃料電池積層体冷却板と、をさらに備える、先行する特定のシステムのいずれかであってもよい。
【０１５１】
第２１の特定のシステムは、前記電極チャンバがカソードチャンバである、先行する特定のシステムのいずれかであってもよい。
【０１５２】
第２２の特定のシステムは、前記電極チャンバがアノードチャンバである、先行する特定のシステムのいずれかであってもよい。
【０１５３】
複合された空調発電システムの第１の連続動作方法は、液体デシカント流を使用して空気流を除湿するステップ、および燃料電池の電極チャンバからの排気流を使用して前記液体デシカント流を再生するステップを備える。
【０１５４】
第２の特定の方法は、前記再生ステップにおいて使用された前記排気流から冷却水を捕捉するステップ、および前記除湿ステップの前に前記液体デシカント流を冷却するステップをさらに備え、前記冷却ステップが前記冷却水を使用した前記液体デシカント流の気化冷却を含む、第１の特定の方法であってもよい。
【０１５５】
第３の特定の方法は、前記捕捉ステップが前記液体デシカント流を冷却剤流に接触させることを含み、前記冷却剤流が空調、或いは家庭用又は工業用の水道に使用される、第２の特定の方法であってもよい。
【０１５６】
第４の特定の方法は、前記空気流と前記液体デシカント流が、空気中の湿気が前記液体デシカント流に移ることを可能にする除湿薄膜によって流体連通する、第２の特定の方法であってもよい。
【０１５７】
第５の特定の方法は、前記空気流と前記液体デシカント流が、空気中の湿気が前記液体デシカント流に移ることを可能にする除湿薄膜によって流体連通する、先行する特定の方法のいずれかであってもよい。
【０１５８】
第３の論考。
【０１５９】
図１９Ａは、別個の分離した熱伝達管（２００１）と物質伝達導管（２００２）を備えた熱・物質伝達装置（２１００）の一実施例を示し、図１９Ｂは、図１９Ａの断面を示す。物質伝達導管（２００２）は、２つの物質伝達マニホールドプレート（２０１２）により保持され、それらに対して密封されている。長い方の熱伝達管（２００１）は、２つの熱伝達マニホールドプレート（２０１１）と２つの物質伝達マニホールドプレート（２０１２）により保持され、それらに対して密封されている。図示されるように、いくつかの実施例において、冷却材（２００３）は、熱伝達マニホールドプレート（２０１１）と物質伝達マニホールドプレート（２０１２）の間に導入される液体デシカント（２００４）を運ぶ物質伝達導管（２００２）と平行であってそれらの間に散在する熱伝達管（２００１）に導入される。除湿される空気（２００５）は、物質伝達導管（２００２）と熱伝達管（２００１）の軸と垂直に通過する。除湿された空気（２００６）は、複数の熱伝達管（２００１）と物質伝達導管（２００２）を通過した後に装置に存在する。除湿される空気中の水蒸気が物質伝達導管（２００２）内の液体デシカント（２００４）によって乾燥されると、熱は除湿中の空気（２００５）へ移動する。この熱は、つぎに除湿中の空気（２００５）から熱伝達チューブ（２００１）内の冷却材（２００３）に移動する。この方法で、除湿中の空気（２００５）は、液体デシカント（２００４）と冷却材（２００３）の間の熱伝達媒体として作用し、除湿中の空気（２００５）は、一定の温度又は一定の温度に近く保たれる。
【０１６０】
図２０は、別個の同軸の熱伝達管（２００１）と物質伝達導管（２００２）を有する熱・物質伝達装置（２１００）の第２実施例を示す。この実施例において、熱伝達管（２００１）は、より大きな直径の物質伝達導管（２００２）と同軸であって、その内部にある。物質伝達導管（２００２）は、２つの物質伝達マニホールドプレート（２０１２）によって保持され、それらに対して密封されている。より長い熱伝達管（２００１）は、２つの熱伝達マニホールドプレート（２０１１）によって保持され、それらに対して密封されている。この配置は、物質伝達導管（２００２）の外径と熱伝達管（２００１）の内径の間に、熱伝達マニホールドプレート（２０１１）と物質伝達マニホールドプレート（２０１２）の間に液体デシカントが導入されたときに流れ込む、ギャップを残す。除湿される空気（２００５）は、物質伝達導管（２００２）の軸と垂直に通過する。除湿された空気（２００６）は、複数の物質伝達導管（２００２）を通過した後に装置に存在する。空気（２００５）中の水蒸気が液体デシカント（２００４）によって吸収されると、物質伝達導管（２００２）内の液体デシカント（２００４）の温度は、上昇する傾向がある。冷却材（２００３）は、より小さい、内側の熱伝達管（２００１）に導入され、それは熱的に接触して液体デシカント（２００４）の温度上昇の大きさを減少させる。熱伝達管（２００１）は、全体が液体デシカント（２００４）によって腐食しない相性のよい材料からなり、或いは、アルミニウム又は高い熱伝導性を有する別の材料から構成され、特にＰＰ、ＰＰＳ、ＰＶＣ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦなどの適切なバリアによって被覆される。いずれの場合も、液体デシカント（２００４）から冷却材（２００３）への熱伝達を向上させるために、壁の薄い管が望ましい。フィン、壁のコルゲーション、流体の乱流と熱伝達面積を増加させる形態など、熱伝達を向上させるためのその他の方法を用いられてもよい。
【０１６１】
図２１〜２４に示されるように、除湿熱交換システムのいくつかの実施例は、除湿熱交換器の下流に配置される液体デシカントポンプ（２０１５）を含む。この配置は、除湿される空気と比べて液体デシカントの圧力をより低くする。この方法を用いると、物質伝達導管の摩耗による損傷、ピンホール、微細孔や固体電解質膜のその他の欠陥が生じた場合でも、液体デシカントが漏れる可能性が低くなる。
【０１６２】
このセクションの物質伝達導管は、明細書の全体にわたって、湿った空気から液体デシカントへの望まれる水蒸気の移動を達成し、液体デシカントと化学的に相性のよい、様々な材料と方法を用いて製造することができる。図２５は、物質伝達チューブ（２００２）の一実施例を説明する断面図を示す。物質伝達チューブ（２００２）に液体デシカントを含ませるために、限定されるものではないが０．０５ミクロンから０．５ミクロンの範囲を含む孔を有する疎水性の微多孔性の膜（２０２１）が用いられる。小さい孔と疎水性材料の組み合わせは、通常の動作条件下（例えば、２０ｐｓｉより低い圧力）で微多孔性の膜を通って水が逃げるのを妨げる。しかし、チューブの内側の圧力がブレークスルー圧を超えて増加したときは、液体の水は多孔構造を通って浸み出すことができる。
【０１６３】
ここで用いられる「ブレークスルー圧」は、液体の水がより低い圧力において水蒸気のみが透過できる疎水性の微多孔性の膜を横断する最小の圧力を指す。例えば、０．１ミクロンの多孔性を有する疎水性焼結材料のブレークスルー圧は、およそ６０ｐｓｉである。
【０１６４】
ブレークスルー圧で動作するとき、水は疎水性の微多孔性の材料の表面を通過し、表面の周囲に薄い水の層を生成する。ダクトの表面上に薄い水の層を生成させるための別の技術として、低圧下の親水性の微多孔性の材料の使用がある。ここでブレークスルー圧における疎水性の微多孔性の材料、又は親水性の微多孔性の材料が用いられる場合に、噴霧器のスプレーヘッドは、どこにおいても気化冷却するために水の飛沫を導入するために用いられる。
【０１６５】
水蒸気の移動を促進させるために、いくつかの実施例において、微多孔性の膜（２０２１）の厚さは、限定されるものではないが、１０ミクロンから５０ミクロンの範囲を含み、その開口面積は、５０％を超える。いくつかの実施例において、開口面積は７０％より大きい。この薄い微多孔性の膜を機械的に支持するために、そして、液体デシカントが周囲の外気よりも圧力が低い場合に膜のチューブの崩壊を防止するために、構造的な内部の支持チューブ（２０２０）が設けられている。構造的な支持チューブ（２０２０）の外側表面を覆う微多孔性の膜（２０２１）を有する、この設計アプローチは、液体デシカントが通過する除湿される空気に最も近くにあることを許容し、膜（２０２１）を横切る水蒸気の移動を促進する。構造的なチューブ（２０２０）と膜（２０２１）の両方は、ＰＶＤＦ、ＰＰ、ＰＥＳ、ＰＶＣ、ＰＴＦＥ、その他の適切な材料など、適切な材料から製造される。物質伝達導管の例としては、バーグホフによりＰＥＳ膜とＰＶＤＦ膜から製造されるものを含む、精密濾過導管と限外濾過導管が挙げられ、１層と２層の支持体に取り付けられる。
【０１６６】
別の例は図２６を含み、それはポーレックスからの製品を示し、より大きな円筒型の容器中に収容された複数の濾過導管の集合体であり、高圧で水から固体を除去するために用いられる。これらの商用の濾過チューブは、ＰＶＤＦ、ＰＥ、ＰＥＳから製造され、０．０５ミクロンから０．５ミクロンの範囲の孔を有する微多孔性の膜を使用しており、１０ミクロンから１００ミクロンの範囲の孔を有する多孔性の基質に取り付けられる。チューブ状の基質の壁の厚さは、限定されないが、０．００５インチから０．０５０インチの範囲である。微多孔性の膜の配置は、チューブ状の基質の外側表面である。
【０１６７】
物質伝達チューブ（２００２）の第２の実施例において、構造的な多孔性のチューブ（２０２０）は、その上に固体電解質膜（２０２１）が取り付けられる基質として再び用いられる。多孔性の基質（２０２０）としては、限定されないが１０ミクロンから５００ミクロンの範囲の孔を有する、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＰ又はその他の適切な材料などの焼結材料が挙げられる。電解質膜（２０２１）は、選択的に水を移動させ気体を移動させないが、基質のチューブ（２０２０）の外表面上にスプレー、ディップ、その他の成膜法により塗布される。いくつかの実施例において、電解質膜（２０２１）の厚さは、限定されないが１０ミクロンから１００ミクロンを含む範囲にある。構造的な多孔性の基質のチューブ（２０２０）の壁の厚さの範囲は、限定されないが、０．００５インチから０．０５０インチを含む。いくつかの実施例において、多孔性の基質のチューブ（２０２０）は、焼結材料を通って微多孔性の膜の表面へ移動する水の移動を促進させるために、親水性材料により形成されている。
【０１６８】
物質伝達チューブ（２００２）の第３の実施例において、構造的な多孔性又は孔開きのチューブ（２０２０）は、機械的な支持体として用いられ、その上に微多孔性の膜（２０２１）又は前述の固体電解質膜（２０２１）が取り付けられる。多孔性のチューブ（２０２０）は、焼結されたＰＶＤＦ、ＰＰ又はその他の限定されないが１０ミクロンから５００ミクロンを含む範囲の孔を有する適切な材料から製造される。限定されないが０．０５インチから０．５インチの範囲の孔を有する孔開きのチューブ（２０２０，４０２０）は、ＰＰ，ＰＶＤＦ、又はその他の適切な材料を射出成形するか圧縮成形することによって製造される。構造的なチューブ（２０２０）は、円形の断面を有し、或いは、それはフォイル形又はその他の円形と角ばった断面の組み合せであってもよく、その軸（図２７）と垂直に向いた空気の流れを改善することになる。フォイル形などの特定の断面は、ステーキング、化学的接着、及びその他の当業者によって知られる方法を用いて後縁を接着される、多孔性で孔開きの構造（２０２０）とシート材料からなる膜（２０２１）が取り付けられることを可能にする。
【０１６９】
除湿熱交換器の１つの用途は、前述のように空気の流れから潜熱を除去することである。ここで説明される液体デシカント再生システムの第２の用途は、建物の空調と冷凍のために乾いた冷たい空気を生成する第２ステージの気流から顕熱を除去することである。図２８、２９、３０、３１は、それぞれ、２つの連続した熱・物質伝達装置（２１００）を用いて乾いた冷たい空気を生成するための、この２ステージの空調プロセスを説明している。図２８〜３１に関連して、除湿された空気の流れ（２００６）の冷却は、水（２００８）で気化冷却されて温度が低下した第２の空気の流れ（２００９）と熱交換することで、湿度が上昇することなく達成される。図１９Ａ、１９Ｂ、２０に示される構造の熱・物質伝達装置（２１００）は、液体デシカント（２００４）に水（２００８）を置換することによってこの目的ために用いられる。この第２の用途において、除湿プロセスの空気の流れ（２００６）は、熱のみ（水ではない）を交換する熱交換チューブ（２００１）の中へ導かれる。外気（例えば、建物からの排気（２００９））は、物質伝達チューブ（２００２）を横切って向かい、そこでそれは水蒸気を捕捉し気化冷却によって温度の低下を経験する。この冷却された空気（２００９）は、つぎに、図１９の構成を用いる場合は熱交換導管（２００１）において、直接空気と熱を交換し、或いは、交替で内側の同軸の熱伝達管（２００１）と熱交換する図２０の構成を用いる場合は、連続した物質伝達導管（２００２）において、直接空気と熱を交換する。乾燥して冷たい空気（２００７）は、湿気のある高温の空気（２００５）を２つの熱・物質伝達装置（２１００）、１つは湿気のある空気（２００５）を除湿するようになっていて、２つ目は第２の空気の流れ（２００９）を加湿し冷却するようになっている、を連続して通過させた結果として生成する。
【０１７０】
１つの変形例において、蒸気圧縮サイクルからの冷水又は冷媒は、除湿中の熱・物質伝達装置の熱伝達管（２００１）の中へ導入される。冷水又は冷媒は、冷却材（２００３）として働き、はじめの方の実施例では熱を液体デシカント（２００４）と交換している。冷却材（２００３）の温度と流速に依存して、液体デシカント（２００４）は、その入口の温度又はそれよりも低い温度に維持され、さらにプロセス空気（２００５）の除湿を促進し、建物のプロセス空気の温度を第２の間接的な冷却装置を用いることなく望ましい温度にすることを可能とする。図２１は、空調システム（２２００）における熱・物質伝達装置（２１００）の実施例を示し、天然ガスを燃料とし、乾燥した冷たい空気を供給し、副産物として電力を生成する。燃料電池からの熱は、除湿中の熱・物質伝達装置（２１００）において吸収された水を開放することによって液体デシカント（２００４）を再生するために使用される。この乾燥した空気（２００６）は、第２の熱・物質伝達装置（２１００）の熱伝達管（２００１）の中へ連続して導入され、そこで、気化冷却を受けた第２の空気の流れ（２００９）によって、間接的に冷却される。
【０１７１】
いくつかの実施例において、熱・物質伝達装置２１００が説明される。熱・物質伝達装置は、熱伝達ダクトシステム２１０２、物質伝達ダクトシステム２１０４、空気移動ダクト２１０６を備えている。図１９、２０、２８〜３１に最もよく示されているように、熱伝達ダクトシステム２１０２と熱伝達ダクトシステム２１０４の部分は、空気移動ダクト２１０６を通って延びている。物質伝達ダクトシステム２１０４は、水蒸気透過性の壁２１０８を備えている。ここで用いられる「水蒸気透過性」とは、水蒸気を透過するが、常圧で材料（壁、膜、など）の１つの側からその他の側へ水の輸送を許容しない材料のことをいう。例えば、「水蒸気透過性」膜としては、微多孔性疎水性材料が挙げられる。
【０１７２】
いくつかの実施例において、熱伝達ダクトシステム２１０２は、複数の熱伝達ダクト２１１０を含み、それは、熱伝達流体ヘッダチャンバ２１１２と一端において流体が通じていて、熱伝達流体排気チャンバ２１１４と熱伝達ダクト２１１０の反対側の端において流体が通じている。いくつかの実施例において、熱伝達ダクト２１１０は、円筒形状の断面を有する熱伝達管２００１であってもよい。いくつかの実施例において、個々の熱伝達ダクト２１１０は別のものと平行であってもよい。いくつかの実施例において、空気移動ダクト２１０６を通る流れは、熱伝達ダクト２１１０を通る流れと垂直であってもよい。「熱伝達流体」と呼ばれるが、それは閉じたサイクルにおいて熱伝達流体はシステムのいくつかの部分において比較的冷たく（空調器で外気を冷却する前など）、システムのその他の部分において暖かい（空調器で外気を冷却した後）ことが理解されるべきである。ここで用いられる「暖かい」は、チャンバ温かそれよりも高い温度をいうのに用いられ、例えば、少なくとも２５℃、又は少なくとも３０℃であり、一方、「冷たい」は、チャンバ温よりも低い温度をいうのに用いられ、例えば、２０℃よりも低く、又は１５℃よりも低い。
【０１７３】
いくつかの実施例において、物質伝達ダクトシステム２１０４は、複数の物質伝達ダクト２１１６を含み、それは、デシカントヘッダチャンバ２１１８と一端において流体が通じていて、デシカント排気チャンバ２１２０と物質伝達ダクト２１１６の反対側の端において流体が通じている。いくつかの実施例において、物質伝達ダクト２１１６は、丸い断面を通する物質伝達導管２００２であってもよい。いくつかの実施例において、個々の物質伝達ダクト２１１６は別のものと平行であってもよい。いくつかの実施例において、空気移動ダクト２１０６を通る流れは、物質伝達ダクト２１１６を通る流れと垂直であってもよい。
【０１７４】
図１９Ａ、１９Ｂに示されているようないくつかの実施例において、複数の物質伝達ダクト２１１６は複数の熱交換ダクト２１１０と間隙を介しており、散在している。ここで用いられる「散在している」は、図１９Ａ、１９Ｂに示されているように、ダクトが独立して配置され、分離されており、同じ領域には位置しない配置のことをいうように用いられる。「散在している」の語は、図２０に示されるように１つのダクトが別のダクトの中に存在している配置と区別することを意図している。
【０１７５】
図２０に示されるように、いくつかの実施例において、それぞれの熱伝達ダクト２１１０は、物質伝達ダクト２１１６の中に位置している。物質伝達ダクト２１１６は、いくつかの実施例において相互に間隙を介している。いくつかの実施例において、１つの熱伝達ダクト２１１０は、それぞれの物質伝達ダクト２１１６の中に同軸に位置する。
【０１７６】
いくつかの実施例において、熱伝達ダクト２１１０の壁は、二フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、それらの組み合わせからなるグループから選ばれる材料からなる。
【０１７７】
いくつかの実施例において、熱伝達ダクト２１１０の壁は、金属を含んでいない。これは、熱伝達ダクト２１１０が物質伝達ダクト２１１６の中にある場合に有利であり、それは、そのような実施例は、熱伝達ダクト２１１０の外側の壁を物質伝達ダクト２１１６の中を流れる液体デシカントに暴露しているからである。いくつかの実施例において、熱伝達ダクトの壁は、非腐食性のコーティング、例えば、二フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、それらの組み合わせ、をされた金属から形成される。
【０１７８】
図１９〜３３に示されるように、いくつかの実施例において、それぞれの熱伝達ダクト２１１０は、それぞれの物質伝達ダクト２１１６よりも長い。いくつかの実施例において、熱伝達ダクト２１１０は、同じ長さである。いくつかの実施家において、物質伝達ダクト２１１６は、同じ長さである。
【０１７９】
図１９Ｂに最もよく示されているように、いくつかの実施例において、それぞれの熱伝達ダクト２１１０の第１の端部は、熱伝達ヘッダプレート２１２４の開口部２１２２に取り付けれられており、それぞれの熱伝達ダクト２１１０の反対側の端部は、熱伝達排出プレート２１２８の開口部２１２６に取り付けれられている。いくつかの実施例において、それぞれの物質伝達ダクト２１１６の第１の端部は、物質伝達ヘッダプレート２１３２の開口部２１３０に取り付けれられており、それぞれの物質伝達ダクト２１１６の反対側の端部は、物質伝達排出プレート２１３６の開口部２１３４に取り付けれられている。
【０１８０】
図１９Ｂに示されているように、物質伝達ダクト２１１６内の流れが熱伝達ダクト２１１０内の流れと反対向きである実施例において、少なくともデシカントヘッダチャンバ２１１８の一部分は、熱伝達排出プレート２１２８と物質伝達ヘッダプレート２１３２の間にある。この実施例において、少なくともデシカント排気チャンバ２１２０の一部分は、熱伝達ヘッダプレート２１２４と物質伝達排出プレート２１３６の間にある。
【０１８１】
図示されないが、物質伝達ダクト２１１６内の流れが熱伝達ダクト２１１０内の流れと同じ向きである実施例において、少なくともデシカントヘッダチャンバ２１１８の一部分は、熱伝達ヘッダプレート２１２４と物質伝達ヘッダプレート２１３２の間にあることが、容易に理解される。この実施例において、少なくともデシカント排気チャンバ２１２０の一部分は、熱伝達排出プレート２１２８と物質伝達排出プレート２１３６の間にある。
【０１８２】
いくつかの実施例において、熱伝達ダクトシステム２１０２と物質伝達ダクトシステム２１０４の間の物質交換は起こらない。いくつかの実施例において、ダクト２１１０，２１１６は、それぞれのヘッダプレート２１２４，２１３２及び／又は排出プレート２１２８，２１３６と、プレート２１２４，２１２８，２１３２，２１３６の一側から他側への漏れを防止するような方法で取り付けられている。そのようなシールをするために用いられる技術の例としては、限定されるものではないが、（ａ）エラストマーのＯ−リングを通じて伝達される圧縮力、（ｂ）溶接、（ｃ）螺子による締め付け、（ｄ）化学的接着、（ｅ）それらの組み合わせ、が挙げられる。図１９Ａ、１９Ｂから明らかなように、いくつかの実施例において、熱伝達流体の流れと液体デシカントの流れが汚れるのを防ぐための強固な液体シールを形成するために、熱伝達ダクト２１１０は物質伝達プレート２１３２，２１３６の開口と相互作用しなければならない。
【０１８３】
いくつかの実施例において、それぞれの物質伝達ダクト２１１６は、それぞれの熱伝達ダクト２１１０よりも長い。この実施例は、熱伝達流体が物質伝達ダクト２１１６に供給され、液体デシカントが熱伝達ダクト２１１０に供給される以外は、図１９Ａ、１９Ｂ、２０に示されたものと同じである。
【０１８４】
いくつかの実施例において、物質伝達ダクトシステム２１０４は、水蒸気透過性材料から形成された壁２０１９を備えている。いくつかの実施例において、壁２０１９は、多孔性の支持材料２０２０（例えば、図２５、２７に示されるような足場）と、水蒸気透過性材料２０２１を含む。壁２０１９の材料の例は、微多孔性プラスチック、微多孔性プラスチック２０２１により被覆された構造的に多孔性のダクト２０２０、水透過性の微多孔性のポリマー電解質膜２０２１で被覆された構造的に多孔性のダクト２０２０、又はそれらの組み合わせから選択される。ここで用いられる「被覆された」は、限定されるものではないが、材料が基質上にコーティングされる場合と、材料（フィルムなど）で基質上が包まれるかシュリンクラップされる場合を含む。多孔性の支持材料２０２０の例は、図２７に示される。
【０１８５】
いくつかの実施例において、熱伝達ダクトシステム２１０２の中身は、壁２１０３を経由して空気移動ダクト２１０６の中身と熱的に通じている。壁２１０３は、二フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、金属、それらの組み合わせ、からなるグループから選択される材料を含む。いくつかの実施例において、壁は、二フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、又はこれらの組み合わせによりコーティングされた金属から形成される。その他の実施例において、壁は、二フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、又はこれらの組み合わせにより形成される。使用可能な金属の例としては、限定されるものではないが、チタニウム、ステンレス鋼、その他の腐食耐性金属又は合金が挙げられる。
【０１８６】
いくつかの実施例において、熱伝達流体の流れ２００３は、熱伝達ダクトシステム２１０２の入口２１０２INに供給される。いくつかの実施例において、熱伝達流体の流れは、限定されるものではないが、空気、エチレングリコール、水、アンモニア、フッ化炭素、二酸化硫黄、ハロン、炭化水素、及びこれらの混合物、を含むグループから選択される熱伝達流体からなる。ここで用いられる「ハロン」は、その標準的な意味を有し、ハロアルカンを含む。
【０１８７】
いくつかの実施例において、液体デシカントの流れ２００４は、物質伝達ダクトシステム２１０４の入口２１０４INに供給される。いくつかの実施例において、液体デシカントの流れ２００４のデシカント（例えば、塩）の濃度は、物質伝達ダクトシステム２１０４の出口２１０４OUTにおいて、物質伝達ダクトシステム２１０４の入口２１０４INよりも低い。
【０１８８】
図２１〜２４、２８〜３２に示されるような、いくつかの実施例において、第１の熱・物質伝達装置２１００Ａと第２の熱・物質伝達装置２１００Ｂとここで説明されたいずれかの変形例を含む、空調システム２２００が説明される。空調システム２２００のいくつかの実施例において、第１の空気移動ダクトの排出口２１０６Ａ,OUTは、第２の熱伝達ダクトシステムの入口２１０２Ｂ,INと流体が通じている。明確には、添え字のＡは第１の熱・物質伝達装置２１００Ａの特徴を言及するために用いられ、一方、添え字のＢは第２の熱・物質伝達装置２１００Ｂの特徴を言及するために用いられ、添え字のＣは第３の熱・物質伝達装置２１００Ｃの特徴を言及するために用いられる。
【０１８９】
いくつかの実施例において、第２の空気移動ダクト２１０６Ｂを通って流れる空気２００９は、第２の物質伝達ダクト２１０２Ｂを流れる液体の流れ２００８によって加湿される。
【０１９０】
いくつかの空調システムは、
・第１の熱伝達流体の流れが、第１の熱伝達ダクトシステム２１０２Ａ，２１１２Ａの中に供給され、
・高濃度液体デシカントの流れが、第１の物質伝達ダクトシステム２１０４Ａ，２１１８Ａの中に供給され、
・調和される空気が、第１の空気輸送ダクト２１０６Ａの中に供給され、
・第１の空気輸送ダクト２１０６Ａを出る除湿された空気が、第２の熱伝達ダクトシステム２１０２Ｂ、２１１２Ｂの中に供給され、
・水が、第２の物質伝達ダクトシステム２１０４Ｂ、２１１８Ｂの中に供給され、
・第２の空気２００９が、第２の空気輸送ダクト２１０６Ｂの中に供給される、
ことを具体化する。
【０１９１】
この実施例において、第２の物質伝達ダクトシステム２１０４Ｂは、選択的に水蒸気の透過性を有する物質伝達膜からなる壁（例えば、物質伝達ダクトの壁２１１６Ｂ）を含むことができる。この実施例において、第２の空気２００９は、加湿されたプロセス空気２０１０を生成するために、物質伝達ダクト２１１６Ｂの物質伝達膜を通過した水によって加湿される。この実施例において、物質伝達ダクト２１１６Ｂは、水蒸気透過性の膜によって形成され、水蒸気透過性の膜のブレークスルー圧より高い圧力で動作され、或いは、物質伝達ダクト２１１６Ｂは、水透過性の微多孔性の材料によって形成される。どちらの場合にも、第２の空気２００９の加湿を促進させるために、水の薄い膜が物質伝達ダクト２１１６Ｂの外側に生成される。
【０１９２】
いくつかの実施例において、第１の熱伝達流体の流れ２００３は、空気によって構成され、第２の熱伝達流体の流れは、物質伝達ダクト２１１６Ｂの表面をシート状に覆う水２００８によって蒸発冷却される空気２００９から構成される。いくつかの実施例において、物質伝達ダクト２１１６Ｂは、水透過性の微多孔性の壁を有する。その他の実施例において、物質伝達ダクト２１１６Ｂは、水蒸気透過性の膜によって形成され、水の圧力は、ブレークスルー圧と同じ化それよりも高い。いくつかの実施例において、第２の熱伝達ダクトシステムからの排出の流れ２１０２Ｂ，２１１４Ｂは、空調される空間に供給される除湿され冷却された空気２００７を構成する。この実施例の例は、図２１〜２４，３２に示される。
【０１９３】
いくつかの実施例において、第１の物質伝達ダクトシステム２１０４Ａ,OUT，２１２０Ａを出た低濃度液体デシカントの流れは、再生されて高濃度液体デシカントの流れを生成し、第１の物質伝達ダクトシステム２１０４Ａ,IN，２１１８Ａの入口に供給される。
【０１９４】
いくつかの実施例において、空調システム２２００は、燃料電池２１３８を含む。いくつかの実施例において、燃料電池２１３８から生成した（例えば、燃料電池で用いられた冷却材からの）熱は、水を液体デシカントの流れから除去することによって液体デシカントの流れを再生し、高濃度液体デシカントの流れを生成するために用いられる。この実施例の例は、図２１〜２４、３２に示される。
【０１９５】
いくつかの実施例において、図２１〜２４，３２に示されるもののように、空調システム２２００は、再生システム２１４０を含む。いくつかの実施例において、図２１に示されるもののように、再生システムは、向流熱交換器２１４５に依存する。いくつかの実施例において、燃料電池２１３８からの暖かい熱伝達流体（例えば、熱水）は、熱交換器２１４５の熱伝達ラインの入口２１５２に供給され、熱伝達ラインの出口２１５４にある熱伝達流体は、燃料電池２１３８に戻される。デシカント排気チャンバ２１２０Ａからの低濃度液体デシカントの流れは、熱交換器２１４５の熱交換デシカント入口２１５６に供給される。低濃度液体デシカントは、熱交換器２１４５を通過するときに加熱される。熱交換器デシカント出口２１５８を出た低濃度液体デシカントは、つぎに物質伝達ユニット２１５０に進む。
【０１９６】
熱交換デシカント出口２１５８からの低濃度液体デシカントは、物質伝達デシカント入口２１６０を通って物質伝達ユニット２１５０に入り、つぎに、物質伝達デシカント出口２１６２を出る前に物質伝達デシカントダクト２１６１を通って流れる。燃料電池の排気２１６３は、物質伝達加熱入口２１６４に供給され、物質伝達加熱ダクト２１６５を通過して、物質伝達加熱出口２１６６を出る。熱交換器２１４５で予め加熱された液体デシカントの流れの中の水は、水蒸気の形態で物質伝達デシカントダクト２１６１から排出される。いくつかの実施例において、物質伝達デシカントダクト２１６１は、低濃度液体デシカントから水を排出して物質伝達デシカント出口２１６２から出る高濃度液体デシカントの流れを生成するための、水蒸気透過性の微多孔性の壁を有している。
【０１９７】
物質伝達デシカント出口２１６２を出る高濃度液体デシカントの流れは、つぎに冷却のために放熱器２１６８に供給される。高濃度液体デシカントの流れは、つぎに第１の熱・物質伝達デバイス２１００Ａのデシカントヘッダチャンバ２１１８Ａに供給される。
【０１９８】
その他の実施例において、図２２〜２４、３２に示されているように、再生システム２１４０は、水分除去ダクト２１０６Ｃと、水分除去ダクト２１０６Ｃを通って延びるデシカント再生ダクト２１１６Ｃを含み、デシカント再生ダクト２１１６Ｃの液体デシカントの流れからの水蒸気は、選択的にダクト２１１６Ｃの壁を形成するデシカント再生ダクト膜を通過して、水分除去ダクト２１０６Ｃに入って加湿された空気2011に混入される。いくつかの実施例において、図２２〜２４に示されているもののように、燃料電池２１３８からの暖かい冷却材は、液体デシカントの流れを加熱し、それによって物質伝達ダクト２１１６Cの液体デシカントの流れから、水分除去ダクト２１０６Cを通過する除去の流れに水を送る。高湿の水回収の流れ２０１１は、放熱器に供給され、水回収の流れ２０１１の水分を凝結させ捕捉する。
【０１９９】
ある実施形態では、再生システム２１４０は、本明細書で述べるような第３の熱／物質伝達装置２１００Ｃを含む。このような実施形態では、第１の物質伝達ダクトシステム２１０４Ａの出口２１２０Ａは、第２の物質伝達ダクトシステム２１０４Ｃの入口２１１８Ｃと流体的に連通しており、第３の物質伝達ダクトシステム２１０４Ｃの出口２１２０Ｃは、第１の物質伝達ダクトシステム２１０４Ａの入口２１１８Ａと流体的に連通している。ある実施形態では、燃料電池２１３８からの温かい排気が第３の空気輸送ダクト２１０６Ｃの入口に流れ込み、燃料電池２１３８からの温かい熱伝達流体（例えば温水）が第３の熱伝達ダクトシステム２１０２Ｃの入口２１１２Ｃの入口に流れ込む。このような実施形態の例を図２２〜図２４および図３２に示す。
【０２００】
図２２〜図２４および図３２に示すように、第３のデシカント排気チャンバ２１２０Ｃを出る高濃度液体デシカントは、その後、第１のデシカントヘッダチャンバ２１１８Ａに流れ込む前に、高濃度液体デシカント流を冷却する熱交換器に流れ込む。図２２〜図２４では、熱交換器は、第３の空気輸送ダクト２１０６Ｃを出る冷却され加湿した燃料電池排気流と、第３のデシカント排気チャンバ２１２０Ｃを出る高濃度液体デシカントとを冷却するのにファンおよび外気を使用した放熱器である。図３２では、熱交換器は、不浸透性の物質伝達ダクト２１６６Ｄを使用するために変更された第４の熱および物質交換装置２１００Ｄであり、物質交換は行われないようになる。空気輸送ダクト２１０６Ｄを通って流れる空気は、熱伝達ダクト２１１０Ｄを通って流れる湿った燃料電池排気流、および、物質伝達ダクト２１１６Ｄ（変更されたので物質伝達ダクトではない）内の高濃度液体デシカント流の両方を冷却するために使用される。
【０２０１】
第１の特定熱および物質伝達装置は、熱伝達ダクトシステム、物質伝達ダクトシステム、および、空気輸送ダクトを含むことができ、熱伝達ダクトシステムおよび物質伝達ダクトシステムの一部は、空気輸送ダクトを通じて伸び、物質伝達ダクトシステムは水蒸気浸透壁を備える。
【０２０２】
第２のＨＭＸ装置は第１のＨＭＸ装置を含み、熱伝達ダクトシステムは、一端が熱伝達流体ヘッダチャンバに流体的に連通し、熱伝達ダクトの反対端が熱伝達流体排気チャンバに流体的に連通した複数の熱伝達ダクトを備える。
【０２０３】
第３のＨＭＸ装置は前述のＨＭＸ装置のいずれかを含み、物質伝達ダクトシステムは、一端がデシカントヘッダチャンバに流体的に連通し、物質伝達ダクトの反対端がデシカント排気チャンバに流体的に連通した複数の物質伝達ダクトを備える。
【０２０４】
第４のＨＭＸ装置は第３のＨＭＸ装置を含み、熱伝達ダクトシステムは、一端が熱伝達流体ヘッダチャンバに流体的に連通し、熱伝達ダクトの反対端が熱伝達流体排気チャンバに流体的に連通した複数の熱伝達ダクトを備える。
【０２０５】
第５のＨＭＸ装置は第４のＨＭＸ装置を含み、複数の物質伝達ダクトは、複数の熱伝達ダクトから間隔を空けられ、ちらばっている。
【０２０６】
第６のＨＭＸ装置は第４のＨＭＸ装置を含み、各熱伝達ダクトは物質伝達ダクト内に配置され、物質伝達ダクトは互いに間隔を空けられる。
【０２０７】
第７のＨＭＸ装置は第６のＨＭＸ装置を含み、一つの熱伝達ダクトが各物質伝達ダクト内に同軸上に配置される。
【０２０８】
第８のＨＭＸ装置は第６のＨＭＸ装置を含み、熱伝達ダクトの壁は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料で構成される。
【０２０９】
第９のＨＭＸ装置は第４のＨＭＸ装置を含み、各熱伝達ダクトは各物質伝達ダクトよりも長い。
【０２１０】
第１０のＨＭＸ装置は第９のＨＭＸ装置を含み、各熱伝達ダクトの第１の端は熱伝達ヘッダプレートの穴に取付けられ、各熱伝達ダクトの反対端は熱伝達排気プレートの穴に取付けられ、各物質伝達ダクトの第１の端は物質伝達ヘッダプレートの穴に取付けられ、各物質伝達ダクトの反対端は物質伝達排気プレートの穴に取付けられ、デシカントヘッダチャンバの少なくとも一部は熱伝達ヘッダプレートと物質伝達ヘッダプレートの間にあり、デシカント排気チャンバの少なくとも一部は熱伝達排気プレートと物質伝達排気プレートの間にある。
【０２１１】
第１１のＨＭＸ装置は第４のＨＭＸ装置を含み、各物質伝達ダクトは各熱伝達ダクトよりも長い。
【０２１２】
第１２のＨＭＸ装置は前述のＨＭＸ装置のいずれかを含み、熱伝達ダクトシステムと物質伝達ダクトシステムの間の物質交換は全く起こらない。
【０２１３】
第１３のＨＭＸデバイスは前述のＨＭＸ装置のいずれかを含み、物質伝達ダクトシステムは、微小孔構造プラスチック、微小孔構造プラスチックで覆われた構造多孔性ダクト、水浸透性ポリマー電解質膜で覆われた構造多孔性ダクトおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料で形成される壁を備える。
【０２１４】
第１４のＨＭＸ装置は前述のＨＭＸ装置のいずれかを含み、熱伝達ダクトシステムの内容物は、壁を介して空気輸送ダクトの内容物と熱的に連通し、当該壁は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、金属およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料で構成される。
【０２１５】
第１５のＨＭＸ装置は前述のＨＭＸ装置のいずれかを含み、熱伝達ダクトの入口は熱伝達流体流に流体的に連通する。
【０２１６】
第１６のＨＭＸ装置は第１５のＨＭＸ装置を含み、熱伝達流体流は、空気、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、水、アンモニア、フッ化炭素、クロロフルオロカーボン、二酸化硫黄、ハロン、炭化水素およびこれらの混合物からなる群から選択される熱伝達流体で構成される。
【０２１７】
第１７のＨＭＸ装置は前述のＨＭＸ装置のいずれかを含み、液体デシカント流は物質伝達ダクトシステムの入口に流入する。
【０２１８】
第１８のＨＭＸ装置は第１７のＨＭＸ装置を含み、液体デシカント流のデシカント濃度は、物質伝達ダクトシステムの入口よりも物質伝達ダクトシステムの出口での方が低い。
【０２１９】
第１の空調システムは、前述のＨＭＸ装置のいずれかに係る第１および第２のＨＭＸ装置を含み、第１の空気輸送ダクトの排気は第２の熱伝達ダクトシステムの入口に流体的に連通する。
【０２２０】
第１の空調システムを含む第２の空調システムでは、第２の空気輸送ダクトを流れる空気は、物質伝達ダクトを流れる水を含む液体流により蒸発冷却を受ける。
【０２２１】
第３の空調システムは、前述のいずれかの空調システムを含み、
・第１の熱伝達流体の流は、第１の熱伝達ダクトシステムへ供給され、
・高濃度液体デシカントの流れは、第１の物質伝達ダクトシステムに供給され、
・調和される空気は、第１の空気輸送ダクトに供給され、
・空気輸送ダクトを出た除湿された空気は、第２の熱伝達ダクトシステムに供給され、
・水を含む流れは、第２の物質伝達ダクトシステムに供給され、
・第２の空気は、第２の空気輸送ダクトに供給され、
第２の物質伝達ダクトシステムは、液体の水の通過を許容する物質伝達膜を備えた壁を備え、前記第２の空気は、物質伝達膜を通過する水によって蒸発冷却される。
【０２２２】
第４の空調システムは、第３の空調システムを含み、第１の熱伝達流体の流れは、空気からなる。
【０２２３】
第５の空調システムは、前述のいずれかの空調システムを含み、第２の熱伝達ダクトシステムからの排出の流れは、空気が調和される空間へ供給される除湿され冷却された空気からなる。
【０２２４】
第６の空調システムは、前述のいずれかの空調システムを含み、前記第１の物質伝達ダクトシステムから出る低濃度液体デシカントの流れは、第１の物質伝達ダクトシステムの入口に供給される高濃度液体デシカントの流れを生成するために再生される。
【０２２５】
第７の空調システムは、前述のいずれかの空調システムを含み、さらに燃料電池を備え、燃料電池からの暖かい熱伝達流体は、液体デシカントの流れから水を除去することによって液体デシカントの流れを再生するために用いられる。
【０２２６】
第８の空調システムは、第６の空調システムを含み、さらに再生システムを備え、それは、水分除去ダクトと、前記水分除去ダクトを通って延びるデシカント再生ダクトを備え、前記デシカント再生ダクトの液体デシカントの流れからの水蒸気は、選択的にデシカント再生ダクト膜を通過して水分除去ダクトに入る。
【０２２７】
第９の空調システムは、第６の空調システムを含み、燃料電池からの暖かい熱伝達流体は、液体デシカントを加熱し、それによって、水は、液体デシカントの流れから、水分除去ダクトを通過する燃料電池の排気の流れの中へ除去される。
【０２２８】
第１０の空調システムは、第９の空調システムを含み、再生システムは、前述のいずれかの特定のＨＭＸ装置による第３のＨＭＸ装置を備え、第１の物質伝達ダクトシステムの出口は、第３の物質伝達ダクトシステムの入口と流体が通じており、第３の物質伝達ダクトシステムの出口は、第１の物質伝達ダクトシステムの入口と流体が通じている。
【０２２９】
第１１の空調システムは、第１０の空調システムを含み、燃料電池からの暖かい排気は、第３の空気輸送ダクトの入口に供給され、燃料電池からの暖かい熱伝達流体は、第３の熱伝達ダクトシステムの入口に供給される。
【０２３０】
第４の論考。
【０２３１】
ここで説明されるのは、システムの方法とデザインであり、エンジンから排出された熱が液体デシカント及び／又は空気の流れを加熱するために用いられ、後者はこの書類ではキャリア空気と呼ばれる。キャリア空気は、加熱され、それによってキャリア空気に含まれる水蒸気の分圧が、再生される液体デシカントの流れの中の水の濃度よりも低くなる。液体デシカントとキャリア空気の相互作用は、水に対して透過性を有するが、液体デシカントや液体の水などの液体を移動させない膜を等して達成される。キャリア空気と液体デシカントの間の水の濃度の違いがあるなら、水は、液体デシカントから水蒸気の形態でキャリア空気に流れる。
【０２３２】
液体デシカントの再生のプロセスは、エンジンによって生成される一部分又はすべての熱を運ぶ、エンジンから進む熱い冷却材の流れによって、絶え間なく加熱される。熱い冷却材は、気体又は液体の形態である。いくつかの実施例において、冷却材は、熱伝達を促進するために相変化する流体である。
【０２３３】
デシカントの再生は、液体デシカント、冷却材、キャリアガスの間で熱伝達を可能にする熱・物質伝達システム（ＨＭＸ）の中で起こる。それはまた、液体デシカントとキャリア空気の間の水蒸気の交換を可能にする。ＨＭＸは、キャリアガスが逆流方式又は横流方式で流れる複数の導管を備えている。特定のグループの導管は液体デシカントを流し、別のグループの導管は、冷却材を流す。
【０２３４】
ここで説明される液体デシカントを含むいずれの導管の外側の壁も、疎水性で液体に対し非透過性で、水蒸気に対して透過性の材料からなる。この材料は、フルオロポリマー・コポリマーをベースとしたスルホン化テトラフルオロエチレン（デュポンにより販売されているナフィオン（商標））、水伝導性フルオロポリマー、ダイズ・アナリティックから入手可能なナノクリア（商標）などの非フッ素化プロトン伝導性ポリマー、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、スパンボンドオレフィン、ここで説明されるその他のもの、であってもよい。冷媒が流れる導管は、絶え間なく空気を暖め、その相対湿度を低く維持する。これらの導管の配置は、キャリア空気の入口により近いＨＭＸの領域において、冷媒を運ぶ導管の密度がより高くなるようにしてもよい。
【０２３５】
別のＨＭＸのデザインは、より大きい直径のチューブの中の１つのチューブ又は複数の導管から構成されたチューブアセンブリが存在するものである。この場合、冷却材は、チューブアセンブリのより小さい直径の導管の中を流れ、液体デシカントは、より大きい直径のチューブの中を流れるがより小さい直径の導管の中を流れない。内側のより小さい直径の導管の壁は、冷却材と液体デシカントの間の熱伝達を可能にするが液体デシカントを冷却材と混合しない材料から作られる。これらのチューブは、液体デシカントと化学的に適合する材料から作られる。チューブアセンブリの外側の壁は、水蒸気に対して透過性であるが液体に対して透過性でない材料からなる。ＨＭＸは、複数のこれらのチューブアセンブリからなる。キャリア空気は、これらチューブアセンブリの周囲を直交流で流れる。液体デシカントと冷却材は、相互に対して逆流して流れる。
【０２３６】
冷却材の流れがキャリア空気の流れよりもはるかに大きい場合があり、或いは、デザイン又は圧力低下を考慮する必要がある場合、冷却材をＨＭＸ導管又はチューブアセンブリの外側に流すのが都合がよい。これらの場合、ＨＭＸは、複数のチューブアセンブリを有するチャンバからなる。これらのチューブアセンブリは、１つ以上のより小さい直径の導管が中に配置された外側のチューブからなる。これらのより小さい直径の導管は、それらの中にキャリアガスを流す。外側のより大きい直径のチューブは、液体デシカントを流す。より小さい直径の導管の壁は、水蒸気を透過可能であるが液体の流れは透過できない材料で作られている。外側のより大きい直径のチューブは、液体デシカントと化学的に適合するが気体又は液体を透過しない材料から作られる。このように、液体デシカントと冷却材は、熱伝達の相互作用のみを有し混合は起こらない。このデザインは、冷却材が気体である場合に主に適切である。
【０２３７】
別の場合が、冷却材が熱すぎて液体デシカントの隣に流れない場合に生じ得る。この場合、ＨＭＸチューブアセンブリは、前述のように、少なくとも１つのより小さい直径のチューブが中にあるより大きい直径のチューブからなる。キャリア空気は、より大きい直径のチューブの中を流れるが、より小さい直径の導管の中を流れない。液体デシカントは、より小さい直径の導管の中を流れる。小さい直径のチューブの壁は、水蒸気を透過するが液体を透過しない材料からなる。外側の直径のチューブの壁は、熱い冷却材とキャリア空気の間の混合を妨げるがキャリア空気と熱い冷却材の熱伝達を許容する材料からなる。キャリア空気を直接加熱し液体デシカントを間接的に加熱することにより、液体デシカントの流れは、液体デシカントの化学的劣化を導く高い冷却材の温度から保護される。
【０２３８】
チューブの中の流れの間の分離を維持するために、ＨＭＸアセンブリは、ヘッダを用いる。ＨＭＸ導管は、２つの別個の長さを有する。異なった長さは、液体デシカントを特定の長さの導管の中に導入し、冷却材又はキャリア空気のいずれか（上の段落で議論したようにデザインに応じて）を異なった長さの導管の中に導入することを可能にする。ＨＭＸのヘッダは、一つがもう一方と隣接した、２つのチャンバを有している。ＨＭＸの内側の部分に最も近いチャンバは、長さが短い方の導管の内側の部分と流体が通じているが、長さが長い方の導管の内側とは流体が通じていない。ＨＭＸの内側から最も遠いヘッダチャンバは、長さが長い方の導管の内側と流体が通じている。２つのヘッダチャンバは、相互に流体が通じていない。
【０２３９】
チューブ・イン・チューブアセンブリが用いられていない、別のＨＭＸデザインにおいて、ヘッダチャンバは、相互に隣接するが相互に流体が通じていない。熱・物質伝達の増加は、ＨＭＸでなされる。キャリア空気がＨＭＸ導管又はチューブアセンブリの外側を横切る場合、空気と液体デシカントの間の熱伝達は、キャリア空気が曲がりくねった経路を流れるようにＨＭＸに壁を配置することによって増強される。このようにＨＭＸのキャリア空気の空間速度は、様々に物質伝達を向上させる。
【０２４０】
ＨＭＸの物質・熱伝達を向上させる別の方法は、ＨＭＸを通って流れるキャリア空気の一部をブロックする縦方向の形態の追加を介する。この方法において、渦と乱流が達成される。これらの形態は、キャリア空気が通過するロッドであってもよい。ロッドは、凹凸や、渦又は乱流の生成を促進させる形態を有してもよい。これらの形態は、流れを導くフィンのように働くことによって、キャリア空気のＨＭＸを通る螺旋状の大きな流れを生成するためにも用いられる。
【０２４１】
エンジンの排気ガスは、燃料の酸化生成物を含み、それは水を含んでいる。エンジンの排気ガスがシステムに入るキャリア空気よりも高い温度を有する場合、気体から気体の熱交換は、エンジンの排気からキャリア空気へ熱を移動するために用いられる。キャリア空気は、つぎにＨＭＸに入る。気体から気体への熱交換は、三角形のプレート、又は流れチャネルなどの構造的要素を形成する波形シートによってなされる。波形シートは、隣接するプレートのチャネルと垂直なチャネルを形成する。波形の向きは、特定のプレートに流れ込む空気もブロックする。これは、エンジンの排気ガスが、気体から気体への熱交換器中のキャリア空気と確実に混合しないようにする。この技術分野で知られている気体から気体への熱交換のその他の方法も用いることができる。
【０２４２】
ＨＭＸを出るキャリア空気は、気体から気体への熱交換器から出るエンジンの排気ガスと混合される。ミキサーは、２つの流れの統合に伴う圧力低下を減少させるために用いられる。ミキサーから出ると、結合された気体は、空気の流れの中の空気を凝縮させるために冷却される。コンデンサは、冷却用の流体として外気を用いる。凝縮された水は、水貯蔵器に集められる。コンデンサを出る冷たい空気は、排出される。
【０２４３】
キャリア空気とエンジンの排気ガスの混合が、流速の相違、圧力低下の考慮、又は化学的適合性、により実用的でない事例が存在する。これらの場合、キャリアガスは、独立したコンデンサを通って独立して凝縮される。ＨＭＸを出るキャリアガスは、独立したコンデンサも通過する。キャリア空気の流れとエンジンの排気ガスの両方から凝縮された水は、水貯蔵器に集められる。
【０２４４】
高濃度点においてＨＭＸを出る液体デシカントは、貯蔵器に保存される。
【０２４５】
この技術分野の状況と比較すると、本発明は、多くの利点を提供する。例えば、液体デシカント再生システムは、液体デシカントを再生するだけでなく、エンジンから生成する水と再生プロセスの間に液体デシカントから除去された水も集める。水の回収と蓄積は、高い価値がある。エンジンの排気の流れとキャリア空気の流れが有毒物質を含まない場合、集められた水は、人間、農業、家畜のプロセスのために用いることができる。水は、空調の運転をサポートするためにも用いることができる。水は、燃料の処理や冷却など、エンジンのプロセスをサポートするためにも用いることができる。
【０２４６】
ここで説明される液体デシカント再生システムは、液体デシカントとその他の流れの混合も防止する。液体デシカントは、通常、腐食性である。液体デシカントをその他の流れから分離することを維持することは、バルブ、タンク、ダクトの材料、などの腐食の可能性を減少させる。
【０２４７】
液体デシカント再生システムは、ここで、一例として、添付する図面を参照して、より詳しく説明される。
【０２４８】
図３４は、液体デシカント再生システムのプロセスダイアグラムの一実施例を示す。示されるように、低濃度液体デシカント（３００２）は、貯蔵器（３００１）からＨＭＸ（３０１５）に流れる。ＨＭＸ（３０１５）は、エンジン（３００５）を出る熱い冷却材の流れ（３００６）も受ける。キャリア空気（３００８）は、システムに導入され、空気対空気の熱交換器（３０２１）を通って流れてそこで加熱される。暖かいキャリア空気（３００９）は、ＨＭＸに導入される。キャリア空気（３００８）は、エンジン（３００５）を出るエンジンの排気（３０１３）との熱交換を通じて暖められる。ＨＭＸ（３０１５）の中で、冷却材は、液体デシカント（３００２）から暖かいキャリア空気（３００９）への水蒸気の移動を支援するための熱を供給する。ＨＭＸ（３０１５）を出る流れは、加湿されたキャリア空気（３０１０）、高濃度液体デシカント（３００３）、及び冷却材（３００７）である。冷却材（３００７）は、エンジンに戻る。高濃度液体デシカント（３００３）は、貯蔵器（３００４）に保存される。ＨＭＸ（３０１５）を出るキャリア空気（３０１０）は、二つの流れの組み合わせに関係する圧力低下を減少させるために設計されたミキサー（３０１６）中でエンジンの排気（３０１４）と混合される。混合された流れ（３０１１）は、ミキサーを出る混合された流れ（３０１１）よりも温度が低い外気（３０１８）又はその他の任意の流体で冷却される熱交換器である、コンデンサ（３０１７）中で冷却される。混合された流れ（３０１１）の冷却は、流れの中の水の一部を凝縮させる。この凝縮された水（３０１９）は、水貯蔵器（３０２０）に保存される。コンデンサから出る混合された流れ（３０１２）は、排出される。
【０２４９】
図３５は、図３４で説明されたのと同じプロセスを示すが、この場合、ＨＭＸ（３０１５）を出るキャリア空気（３０１０）は、コンデンサ（３０１７）の分離した熱交換器で凝縮される。空気対空気熱交換器（３０２１）を出るエンジンの排気（３０１４）もまた、コンデンサ（３０１７）の分離した熱交換器で凝縮される。コンデンサ（３０１７）を出るそれぞれの気体の流れは、それ自体の排出口（３０１２と３０１３）を有する。
【０２５０】
図３６は、ＨＭＸ（３０１５）のデザインの一実施例を示す。図は、その全体の形状と構成を示すために、ＨＭＸ（３１５０）の内部とその内側の壁を示す。キャリア空気（３００９）は、ＨＭＸ（３０１５）に入り、冷却材を運ぶ導管（３０２７）と液体デシカントを運ぶ導管（３０２８）の周囲を流れる。液体デシカントを運ぶ導管（３０２８）の壁は、疎水性で水蒸気を透過するが液体を透過しない材料からなる。冷却材を運ぶ導管（３０２７）は、液体デシカントを運ぶ導管（３０２８）よりも長い。液体デシカントのチューブの端部は、それぞれの端部において、プレート（３０３２ａと３０３２ｂ）に密封されて取り付けられている。冷却材を運ぶ導管（３０２７）の端部は、プレート（３０３１ａと３０３１ｂ）に密封されて取り付けられている。異なったチューブの長さは、液体デシカント（３００３）と冷却材（３００６）がＨＭＸ（３０１５）に導入される分離した空間（３０２２ａ，３０２２ｂ，３０２３ａ，及び３０２３ｂ）を形成する。
【０２５１】
図３７は、チューブアセンブリ（３０２４）を用いたＨＭＸ（３０１５）デザインを示す。図３６のように、キャリア空気（３００９）は、チューブアセンブリ（３０２４）を横切って流れる。チューブアセンブリ（３０２４）は、２つの異なった直径のチューブからなり、小さい方がもう一方の中にある。直径が小さい方のチューブは、直径が大きい方のチューブよりも長い。長さが長い方のチューブは、チューブの壁がその端部において２つのプレート（３０３１ａと３０３１ｂ）に取り付けられ密封されている。チューブに出入りする流れは、プレート（３０３１ａと３０３１ｂ）によって制限されない。これらのプレート（３０３１ａと３０３１ｂ）は、チューブアセンブリ（３０２４）の長さが長い方のチューブに出入りする流体の間の流体バリアを形成する。プレート（３０３２ａと３０３２ｂ）は、チューブアセンブリ（３０２４）の長さが短い方のチューブの端部と、チューブの壁をプレート（３０３２ａと３０３２ｂ）に密封するがチューブからの流れを制限しないようにして、取り付けられる。
【０２５２】
図３８は、ＨＭＸの断面切断図においてＨＭＸのチューブアセンブリ（３０２４）のより詳細な構成を示す。熱い冷却材（３００６）は、外側のヘッダの壁（３０３３ａ）と、チューブアセンブリ（３０２４）の長さが長い方のチューブの壁（３０３０）に取り付けられたプレート（３０３１ａ）により作り出されたチャンバ（３０２２ａ）においてＨＭＸ（３０１５）に入る。熱い冷却材は、チューブアセンブリ（３０２４）の長さが長い方のチューブに流入し、外側のヘッダの壁（３０３３ｂ）と、チューブアセンブリ（３０２４）の長さが長い方のチューブの他端においてチューブの壁（３０３０）に取り付けられたプレート（３０３１ｂ）との間の空間によって形成されたチャンバ（３０２２ｂ）の中へ出ることができる。冷却材（３００７）は、チャンバ（３０２２ｂ）を通ってＨＭＸ（３０１５）を出る。図３７は、熱い冷却材（３００６）の全体から細部に至る流れを示すが、任意のものである。冷却材（３００６）の流れは、ＨＭＸ（３０１５）の底部から上部であってもよい。また、ＨＭＸ（３０１５）の向きは、特定の用途のためのここで説明される液体デシカント再生システムの使用により適合したどんな方法でもよい。
【０２５３】
図３８に示されるように、低濃度液体デシカント（３００２）は、熱い冷却材（３００６）の入口のチャンバ（３０２２ａ）と反対側のチャンバ（３０２３ｂ）を通ってＨＭＸ（３０１５）に入る。低濃度液体デシカント（３００２）の入口のチャンバ（３０２３ｂ）は、チューブアセンブリ（３０２４）の長さが長い方のチューブの端部において壁（３０３０）に取り付けられたプレート（３０３１ｂ）と、チューブアセンブリ（３０２４）の長さが短い方のチューブの壁（３０２９）に取り付けられたプレート（３０３２ｂ）に取り付けられたプレートによって結合される。液体デシカント（３００２）は、プレートアセンブリ（３０２４）の長さが長い方のチューブの外側の壁（３０３０）の周囲を流れることができるが、液体デシカントの流れ（３００２と３００３）と冷却材の流れ（３００６と３００７）の間に流体は通じていない。液体デシカント（３００２）は、チューブアセンブリ（３０２４）の長さが長い方のチューブと長さが短い方のチューブの間の環状の空間に流入できる。チューブアセンブリ（３０１４）の長さが短い方のチューブの外側の壁（３０２９）は、その全体が又は部分的に、水蒸気を透過するが液体を透過しない疎水性の材料で構成される。ＨＭＸ（３０１５）に入るキャリア空気（３００９）は、ＨＭＸのチューブアセンブリ（３０２４）の周囲を流れるときに、液体デシカント（３００２）から水蒸気を獲得する。液体デシカントは、分離された液体デシカントの流れ（３００３）と冷却材の流れ（３００６）を維持するチャンバ（３０２３ａ）を通ってＨＭＸ（３０１５）を出る。複数のこれらのチューブアセンブリ（３０２４）は、ＨＭＸ（３０１５）中に存在する。
【０２５４】
図３９は、チューブアセンブリ（３０２４）の断面上面図を示す。キャリア空気（３００９）は、チューブアセンブリ（３０２４）の周囲を流れる。チューブアセンブリの最も外側の壁（３０２９）は、水蒸気を透過するが液体を透過しない疎水性の材料からなる。液体デシカント（３００３）は、このページの外側（これを表すために、ピリオドで示される）に、チューブアセンブリ（３０２４）の最も内側の壁（３０３０）とチューブとチューブアセンブリの最も外側の壁（３０２９）によって作られる環状の区画の中を流れる。熱い冷却材（３００６）は、このページの中（これを表すために、プラス印で示される）に、液体デシカント（３００３）と熱い冷却材（３００６）が逆向きに流れるように流れる。チューブアセンブリ（３０２４）の最も内側の壁（３０３０）は、液体デシカント（３００３）から冷却材（３００６）を完全に密封するが、２つの流体間の熱伝達を可能にする材料からなる。
【０２５５】
図４０は、チューブアセンブリ（３０２４）の別の構造を示し、熱い冷却材（３００６）は、チューブアセンブリ（３０２４）の外側を横切って流れる。この場合、チューブアセンブリ（３０２４）の最も外側の壁（３０３０）は、冷却材（３００６）と液体デシカント（３００３）の熱交換を許容する材料からなる。液体デシカントは、チューブアセンブリ（３０２４）の最も外側の壁（３０３０）とチューブアセンブリの最も内側の壁（３０２９）によって拘束される環状の区画の中を流れる。キャリア空気（３００９）は、チューブアセンブリ（３０２４）の最も内側のチューブの中を流れる。チューブアセンブリの最も内側の壁（３０２９）は、水蒸気を透過するが液体を透過しない疎水性の材料からなる。
【０２５６】
図４１は、チューブアセンブリ（３０２４）の構造の別の代替案を示し、熱い冷却材（３００６）は、チューブアセンブリ（３０２４）の外側を横切って流れる。この場合、チューブアセンブリ（３０２４）の最も外側の壁（３０３０）は、キャリア空気（３００９）と冷却材（３００６）の熱交換を許容する材料からなる。キャリア空気は、チューブアセンブリ（３０２４）の最も外側の壁（３０３０）とチューブアセンブリの最も内側の壁（３０２９）によって拘束される環状の区画の中を流れる。液体デシカント（３００３）は、チューブアセンブリ（３０２４）の最も内側のチューブの中を流れる。チューブアセンブリの最も内側の壁（３０２９）は、水蒸気を透過するが液体を透過しない疎水性の材料からなる。
【０２５７】
図４２Ａと図４２Ｂは、キャリア空気（３００９）とチューブアセンブリ（３０２４）の間の熱・物質伝達を強化したＨＭＸ（３０１５）を示す。流れ撹乱器（３０３４）は、乱流と正流を起こすために、ＨＭＸの至るところに配置される。この実施例で示される流れ撹乱器（３０３４）は、チューブアセンブリ（３０２４）の方向と直角に走るように配置された円筒形のロッドである。
【０２５８】
図４３は、キャリア空気（３００９）の流れをＨＭＸ（３０１５）の至るところで正弦波にする構造的な素子を有するＨＭＸ（３０１５）を示す。これは、反応装置の有効長を増加させる。
【０２５９】
第１の液体デシカント再生システムは、熱・物質交換器を含み、それは熱・物質交換ダクトを横切って延びる複数の交換コンポーネントを備え、前記熱・物質交換ダクトを通る流れは、前記交換コンポーネントに対する横断流であり、前記交換コンポーネントは、複数の第１の細長い中空の導管と複数の第２の細長い中空の導管と、排気の流れと冷却材の流れを生成するエンジンを備え、前記排気の流れは、熱・物質交換器に連続して供給されるキャリア空気の流れと熱的に通じており、前記熱・物質交換器は、液体デシカントの流れ、冷却材の流れ、及びキャリア空気の流れを受け、前記第１及び第２の細長い中空の導管のうちの１つは、水蒸気透過性チューブの壁を備え、液体デシカントの流れとキャリア空気の流れは、前記水蒸気透過性チューブの壁と接する。
【０２６０】
第２のデシカント再生システムは、第１のデシカント再生システムにおいて、前記第１及び第２の細長い中空の導管は、相互に間隙を介している。
【０２６１】
第３のデシカント再生システムは、第２のデシカント再生システムにおいて、前記第１の細長い中空の導管は、前記熱・物交ダクトを横切って横方向に延び、前記第２の細長い中空の導管は、前記第１の細長い中空の導管を横断して延びる。
【０２６２】
第４のデシカント再生システムは、第２のデシカント再生システムにおいて、前記第１の細長い中空の導管のそれぞれは、チューブ・イン・チューブ交換コンポーネントの外側の導管であり、前記チューブ・イン・チューブ交換コンポーネントのそれぞれは、さらに内側の導管を備え、内側のルーメンは、前記内側の導管により規定され、外側の流れチャネルは、前記内側の導管の外側にあって前記第２の細長い中空の導管の壁に隣接している。
【０２６３】
第５のデシカント再生システムは、前述のいずれかのデシカント再生システムにおいて、前記交換コンポーネントは、チューブ・イン・チューブ交換コンポーネントを備え、それぞれのチューブ・イン・チューブコンポーネントは、１つの第２の細長い中空の導管の中の１つの第１の細長い中空の導管と、前記第１の細長い中空の導管の外部にあって前記第２の細長い中空の導管に隣接した外側の流れチャネルを備え、第１の細長い中空の導管は、前記第１の細長い中空の導管の中に内側のルーメンを形成する。
【０２６４】
第６のデシカント再生システムは、第５のデシカント再生システムにおいて、前記冷却材は、前記中央のルーメンを通って流れ、前記液体デシカントの流れは、前記シースを通って流れ、前記キャリア空気の流れは、前記熱・物質交換ダクトを通って流れる。
【０２６５】
第７のデシカント再生システムは、第６のデシカント再生システムにおいて、冷却材の流れと液体デシカントの流れは、向流配置に構成されている。
【０２６６】
第８のデシカント再生システムは、第５のデシカント再生システムにおいて、前記キャリア空気の流れは、前記中央のルーメンを通って流れ、前記液体デシカントの流れは、前記シースを通って流れ、前記冷却材の流れは、前記熱・物質交換ダクトを通って流れる。
【０２６７】
第９のデシカント再生システムは、第８のデシカント再生システムにおいて、キャリア空気の流れと液体デシカントの流れは、向流配置に構成されている。
【０２６８】
第１０のデシカント再生システムは、第５のデシカント再生システムにおいて、前記液体デシカントの流れは、前記中央のルーメンを通って流れ、前記キャリア空気の流れは、前記シースを通って流れ、前記冷却材の流れは、前記熱・物質交換ダクトを通って流れる。
【０２６９】
第１１のデシカント再生システムは、第１０のデシカント再生システムにおいて、液体デシカントの流れとキャリア空気の流れは、向流配置に構成されている。
【０２７０】
第１２のデシカント再生システムは、前述のいずれかのデシカント再生システムにおいて、熱・物質交換器を出るキャリア空気の流れは、コンデンサを通過し、前記コンデンサのウォータートラップは、貯蔵器と流体が通じている。
【０２７１】
第１３のデシカント再生システムは、前述のいずれかのデシカント再生システムにおいて、キャリア空気の流れと熱的に接触した後、排気の流れは、コンデンサを通過し、前記コンデンサのウォータートラップは、貯蔵器と流体が通じている。
【０２７２】
第１４のデシカント再生システムは、第１３のデシカント再生システムにおいて、熱・物質交換器を出るキャリア空気の流れは、排気の流れと混合され、結合された空気の流れを形成し、結合された空気の流れは、コンデンサを通過する。
【０２７３】
第１５のデシカント再生システムは、前述のいずれかのデシカント再生システムにおいて、低濃度液体デシカントの貯蔵器は、高濃度液体デシカントの貯蔵器と液体デシカントの流れを経由して流体が通じている。
【０２７４】
第１６のデシカント再生システムは、前述のいずれかのデシカント再生システムにおいて、熱・物質交換器を通過した後、冷却材の流れは、エンジンに導入される。
【０２７５】
第１７のデシカント再生システムは、前述のいずれかのデシカント再生システムにおいて、さらに、前記熱・物質交換器ダクトの少なくとも１つの壁から延びる、複数の流れ撹乱器を備える。
【０２７６】
第１８のデシカント再生システムは、第１７のデシカント再生システムにおいて、流れ撹乱器は、前記熱・物質交換器ダクトを横切って延びる。
【０２７７】
第１９のデシカント再生システムは、第１７のデシカント再生システムにおいて、前記流れ撹乱器は、エアフォイル、三角形、長方形、楕円形、卵形からなるグループから選択された断面形状を有する。
【０２７８】
第２０のデシカント再生システムは、第１７のデシカント再生システムにおいて、前記熱・物質交換器ダクトは、相互に対向する第１及び第２の縦の壁を備え、前記流れ撹乱器は、前記熱・物質交換器ダクトを部分的に横切る第１の縦の壁から延びる少なくとも１つの第１のフィンと、前記熱・物質交換器ダクトを部分的に横切る第２の縦の壁から延びる少なくとも１つの第２のフィンを備える。
【０２７９】
第２１のデシカント再生システムは、第２０のデシカント再生システムにおいて、前記流れ撹乱器は、前記熱・物質交換器ダクトを通る流れをＳ字形の経路で進行させる。
【０２８０】
第２２のデシカント再生システムは、第５から第２１のいずれかのデシカント再生システムにおいて、少なくとも１つの前記チューブ・イン・チューブ交換コンポーネントは、流れ撹乱器を備える。
【０２８１】
第２３のデシカント再生システムは、前述のいずれかのデシカント再生システムにおいて、前記排気の流れは、熱交換器を経由する前記キャリア空気の流れと接触する。
【０２８２】
第２４のデシカント再生システムは、第５から第２３のいずれかのデシカント再生システムにおいて、前記チューブ・イン・チューブ交換器コンポーネントのそれぞれは、さらに、中間の細長い中空の導管を備え、外側の流れチャネルは、前記中間の細長い中空の導管の外側の壁と、前記第２の細長い中空の導管の間で規定され、中間の流れチャネルは、前記第１の細長い中空の導管と前記中間の細長い中空の導管の間で規定される。
【０２８３】
前記のものは、本発明の実施例を明らかにし、説明し、表現するために提供される。これらの実施例の変形と翻案は、当業者にとって自明であり、本発明の範囲と精神から逸脱することなくなされる。
【図１】
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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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【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４３】
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【国際調査報告】
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