用于室內(nèi)空氣洗滌的再生吸附劑的制作方法
【專利摘要】在此揭示的內(nèi)容中的某些實(shí)施方案相對應(yīng)的是，舉例來說，一種適用于從封閉空間的室內(nèi)空氣中洗滌氣體和/或致污物的混合物從而從所述氣體和/或致污物的混合物中移除至少一種氣體和/或致污物的系統(tǒng)。所述的系統(tǒng)可以包括一種或多種吸附材料，其被配置在來自于氣體和/或致污物的混合物的至少一種氣體和/或致污物的吸附和再生之間通過變溫吸附循環(huán)(舉例來說)來循環(huán)的，再生裝置被配置用于對一種或多種吸附劑進(jìn)行再生。所述再生裝置可以被配置在再生溫度對一種或多種吸附劑材料進(jìn)行再生，并且熱泵可以配置用于加熱所述清洗氣體和所述吸附劑材料的至少其中之一。
【專利說明】用于室內(nèi)空氣洗滌的再生吸附劑
[0001]對相關(guān)申請的參考
[0002]本申請在此要求享有以下優(yōu)先權(quán):于2012年7月18日提交的第61/672786號美國臨時專利申請，其發(fā)明名稱為“Applicat1n of Heat Pumps for Regenerating SorbentsUsed in Indoor Air Scrubbing”;于2013年4月23日提交的第61/814834號美國臨時專利申請，其發(fā)明名稱為“Applicat1n of Heat Pumps for Regenerating Sorbents Usedin Indoor Air Scrubbing”。上述專利申請中所揭示的內(nèi)容在此全部通過引證并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]一般來說，在此所揭示的內(nèi)容中的各種實(shí)施方案涉及的是空氣管理控制系統(tǒng)，而且，尤其是，涉及包含有熱泵和其相似部件的空氣管理系統(tǒng)，其適用于對室內(nèi)空氣洗滌的吸附劑進(jìn)行再生。

【背景技術(shù)】
[0004]空氣管理系統(tǒng)包括制暖、通風(fēng)和空氣-調(diào)節(jié)(“HVAC”)，這些實(shí)際上在每一個現(xiàn)代的封閉空間，例如，尤其是，建筑、車輛或艦船，是標(biāo)準(zhǔn)的。HVAC系統(tǒng)的一個目標(biāo)是為所述的封閉空間提供一種舒適的和健康的居住環(huán)境，從室內(nèi)空氣的溫度、濕度、舒適度和清潔度的角度來說。除此之外，HVAC系統(tǒng)允許對用于維持室內(nèi)空氣在所需程度的物質(zhì)濃度進(jìn)行控制，從而保證良好的空氣質(zhì)量。
[0005]在封閉空間中或周圍的室內(nèi)空氣由多種物質(zhì)影響，包括致污物(contaminant)或污染物(pollutant)。這些致污物包括，二氧化碳(C02)、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、氡和其他無機(jī)氣體，以及廣泛的一類有機(jī)氣體和蒸汽，統(tǒng)稱為易揮發(fā)的有機(jī)化合物(VOCs)。顆粒以及微生物也可能會以非氣態(tài)的致污物的形式出現(xiàn)，它們都會影響到室內(nèi)空氣的質(zhì)量并且應(yīng)該被過濾或移除。這些致污物通常是由建筑內(nèi)部的占據(jù)者、系統(tǒng)和所含之物所產(chǎn)生的。為了維持良好的空氣質(zhì)量，HVAC系統(tǒng)通常配置為用室外空氣取代室內(nèi)空氣，或者可替換的是，讓空氣流動通過空氣洗滌器。室外空氣可以是來自于所述封閉空間外部的空氣。
[0006]一些基于洗滌器的吸附劑可通過吸附的重復(fù)循環(huán)和所謂的再生在延長的時間周期使用。吸附和相應(yīng)的再生可以通過，舉例來說，變溫吸附循環(huán)(temperature swingadsorpt1n cycle)，從而實(shí)現(xiàn)。通常情況下，一旦一種吸附劑，即，一種吸附材料，變?yōu)橹挛畚锏娘柡?，它會失去其吸附能力。然而，再生的?shí)現(xiàn)是，在適當(dāng)?shù)臈l件下，已經(jīng)被吸附劑所捕捉的致污物被釋放及清洗，從而允許該吸附劑重新獲得其吸附性能。再生可以借助于加熱和相對干凈的清潔空氣的流動的組合，舉例來說，可以是室外空氣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所描述的系統(tǒng)和方法用于室內(nèi)空氣洗滌的吸附劑的再生，舉例來說，使用熱泵來減少用于傳遞在再生中使用的溫暖的清洗氣體(也可稱之為再生氣體)的能量損失或消耗。在一些實(shí)施方案中，所述的熱泵可以配置用于高效運(yùn)行，其通過具有暴露于附帶熱源或溫暖空氣的冷卻側(cè)，或通過具有從室內(nèi)空氣中移除熱量的冷卻偵牝從而抵消一些冷負(fù)載和一個或多個空氣-調(diào)節(jié)或空氣-處理部件、系統(tǒng)或單元的能量消耗。來自于所述熱泵的冷凝器的熱的制冷劑可以被傳遞從而加熱所述的清洗氣體。多個洗滌器可以配置用于共享使用智能多路復(fù)用的單一的熱泵。在一些實(shí)施方案中，所述的熱的制冷劑可以用于直接加熱用于再生的吸附劑。
[0008]根據(jù)一些實(shí)施方案，提供了一種用于洗滌氣體的混合物的系統(tǒng)，例如，封閉空間的室內(nèi)空氣，以便移除所述室內(nèi)空氣中的至少一種氣體和/或至少一種致污物。所述系統(tǒng)可以包括一種或多種吸附材料，其可被配置為在吸附和再生之間循環(huán)(例如，通過變溫吸附循環(huán))。在再生中，其可被稱為在再生循環(huán)期間從吸附劑中對至少一種氣體和/或至少一種致污物的清洗。所述系統(tǒng)可以包括再生裝置，該再生裝置被配置為在再生溫度再生一種或多種吸附材料；這種裝置可以是熱泵，所述熱泵可被配置為加熱清洗氣體和/或吸附材料(例如，直接地)。在一些實(shí)施方案中，所述的再生裝置可以是熱泵、用于引導(dǎo)清洗氣流到達(dá)/越過/通過所述吸附材料(例如，至少一種吸附材料)的導(dǎo)管和風(fēng)扇和閥門、所述清洗氣流(例如，在相對所述吸附材料較高溫度下的氣流)和加熱至少一種清洗氣流和/或一種或多種吸附材料的熱源(例如，熱泵)的至少其中之一；在一些實(shí)施方案中，所述再生裝置可以是多個上述部件，并且在一些實(shí)施方案中，也可以是所有上述部件。
[0009]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述封閉空間可以包括，尤其是，建筑、房屋、車輛或艦船。所述氣體和/或致污物可以從包括以下物質(zhì)的組中選擇:二氧化碳、易揮發(fā)的有機(jī)污染物、硫氧化物、氡、氮氧化物和一氧化碳。所述清潔氣體可以包括室外空氣，且所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括室外空氣入口，該室外空氣入口被配置用于在室外空氣溫度接收室外空氣。在一些實(shí)施方案中，所接收的室外空氣可能通過所述熱泵直接或間接加熱到再生溫度從而用于再生所述吸附劑。所述的再生溫度可以是比室外空氣溫度高至少大約10°c。
[0010]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述的熱泵可以配置用于從室內(nèi)空氣移除熱量并同時加熱所述的清洗氣體用于再生所述的吸附材料。從室內(nèi)空氣中所移除的熱量可以導(dǎo)致該封閉空間的冷卻負(fù)載的減少。這種所述封閉空間的冷卻負(fù)載的減少可以大致抵消熱泵的能量消耗。
[0011]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述熱泵可以被配置用于從溫暖空氣源移除熱量。所述溫暖空氣源可以包括制冷機(jī)、壓縮機(jī)、冷卻塔、發(fā)電機(jī)、太陽能加熱器以及熔爐的至少其中之一。所述的封閉空間可以包括HVAC系統(tǒng)，所述的HVAC系統(tǒng)具有在該封閉空間內(nèi)循環(huán)的氣流，且其中所述系統(tǒng)可以配置用于攔截所述氣流的一部分，這部分可以是小于大約20%。
[0012]根據(jù)一些實(shí)施方案，熱泵的蒸發(fā)器側(cè)可與室內(nèi)空氣循環(huán)熱連通。所述熱泵可以是在HVAC系統(tǒng)內(nèi)的熱泵。所述熱泵可以包括制冷劑以至于制冷劑的一部分，在其溫暖狀態(tài)(即高溫)下，可能被轉(zhuǎn)移流動通過一個將熱量遞送給所述清洗氣體或所述一個或多個吸附材料的部件。少于大約50%的制冷劑流動可以被轉(zhuǎn)移從而加熱至少一種清洗氣體和一種或多種吸附材料。在一些實(shí)施方案中，少于大約20%的制冷劑流動可以被轉(zhuǎn)移從而加熱至少一種清洗氣體和一種或多種吸附材料。
[0013]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述系統(tǒng)可以用于控制為室內(nèi)空氣再生吸附劑的系統(tǒng)的計算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可包括控制系統(tǒng)(例如，計算機(jī)、處理器或相似系統(tǒng))，其配置用于控制將熱泵的熱量傳遞給，舉例來說，與所述吸附材料的吸附再生循環(huán)(例如，通過變溫吸附循環(huán))相協(xié)調(diào)的一種或多種吸附材料。
[0014]根據(jù)某些實(shí)施方案，所述系統(tǒng)可以包括以下部件的一種或多種:
[0015]包括所述一種或多種吸附材料的洗滌器；
[0016]包括所述一種或多種吸附材料的多個洗滌器；
[0017]一個或多個(或單一)熱泵，其配置用于將熱量提供給一個或多個洗滌器；
[0018]導(dǎo)管網(wǎng)，其配置用于將熱量從所述熱泵傳遞到所述一個或多個洗滌器；和/或
[0019]控制系統(tǒng)，其配置用于控制所述熱泵、導(dǎo)管網(wǎng)和/或所述至少一個或多個洗滌器的協(xié)調(diào)，以至于當(dāng)需要進(jìn)行再生時，再生熱量對于每個洗滌器都是可用的。
[0020]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述控制系統(tǒng)可以控制所述熱泵、導(dǎo)管網(wǎng)和一個或多個洗滌器的至少其中之一的協(xié)調(diào)，根據(jù)以下參數(shù)的至少其中之一:
[0021]在所述封閉空間的一個或多個區(qū)域的占有水平；
[0022]包含在所述封閉空間的一個或多個區(qū)域中循環(huán)的室內(nèi)空氣中的所述至少一種氣體和/或致污物的水平；
[0023]從多個洗滌器的至少一個中排出的空氣中的至少一種氣體和/或致污物的水平；和/或
[0024]室內(nèi)空氣溫度和/或室內(nèi)空氣濕度水平，室外空氣溫度和/或室外空氣濕度水平，以及預(yù)設(shè)清單。
[0025]根據(jù)一些實(shí)施方案，在此提供一種方法，用于洗滌來自封閉空間的室內(nèi)空氣流的氣體混合物的至少一部分，所述的洗滌用于從氣體和/或致污物的混合物中移除至少一種氣體和/或致污物，所述方法包括以下步驟中的至少一個，在一些實(shí)施方案中是多個步驟，在一些方案中是所有步驟:
[0026]提供具有一種或多種吸附材料的洗滌器系統(tǒng)；
[0027]提供再生裝置，所述再生裝置用于再生所述的一種或多種吸附材料，所述裝置包括或具有清洗氣體，該清洗氣體配置用于再生所述的一種或多種吸附材料；
[0028]在熱泵和所述清洗氣體之間提供熱連通；
[0029]通過將所述清洗氣體的至少一部分流通通過所述一種或多種吸附材料洗滌所述室內(nèi)空氣，
[0030]使用所述熱泵加熱所述清洗氣體或者所述一種或多種吸附材料；和/或
[0031]通過所述再生裝置周期性地再生所述一種或多種吸附材料，舉例來說，在用于預(yù)定的時間周期的再生循環(huán)期間，將被加熱的清洗氣體流動到/越過和/或通過所述一種或多種吸附材料，和/或?qū)⑶逑礆怏w流動越過和/或通過所述加熱的一種或多種吸附材料(舉例來說)。
[0032]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述氣體和/或致污物可能選自包含以下物質(zhì)的組:二氧化碳、易揮發(fā)的有機(jī)污染物、硫氧化物、氡、氮氧化物和一氧化碳。所述清潔氣體可以包括室外空氣，且因此，所述方法可進(jìn)一步提供室外空氣入口，該室外空氣入口被配置用于在室外空氣溫度下接收室外空氣。在一些實(shí)施方案中，所接收的室外空氣可能通過所述熱泵直接或間接加熱到再生溫度從而用于再生所述吸附劑。所述的再生溫度可以是比室外空氣溫度高至少大約10 °c。
[0033]根據(jù)一些實(shí)施方案，應(yīng)用到洗滌器實(shí)施方案中的熱泵可以配置用于從室內(nèi)空氣移除熱量并同時加熱所述的清洗氣體。從室內(nèi)空氣中所移除的熱量可以導(dǎo)致該封閉空間的冷卻負(fù)載的減少。這種所述封閉空間的冷卻負(fù)載的減少可能大致抵消熱泵的能量消耗。
[0034]根據(jù)一些實(shí)施方案，應(yīng)用到洗滌器實(shí)施方案中的熱泵可以被配置用于從溫暖空氣源移除熱量。所述溫暖空氣源可以包括，舉例來說，制冷機(jī)、壓縮機(jī)、冷卻塔、發(fā)電機(jī)、太陽能加熱器以及熔爐的至少其中之一。所述的封閉空間可以包括HVAC系統(tǒng)，所述的HVAC系統(tǒng)具有在該封閉空間內(nèi)循環(huán)的氣流，且其中所述系統(tǒng)可以配置用于攔截所述氣流的一部分，這部分可以是小于大約20% (舉例來說)。
[0035]根據(jù)一些實(shí)施方案，熱泵的蒸發(fā)器側(cè)可與在某些洗滌器實(shí)施方案中的室內(nèi)空氣循環(huán)熱連通。所述熱泵可以是在HVAC系統(tǒng)內(nèi)的熱泵，且所述熱泵可以包括制冷劑以至于制冷劑的一部分，在其溫暖狀態(tài)下，可能被轉(zhuǎn)移流動通過一個將熱量傳遞給所述清洗氣體或所述一個或多個吸附材料的部件。在一些實(shí)施方案中，少于大約50%的制冷劑流動可以被轉(zhuǎn)移從而加熱至少一種清洗氣體和一種或多種吸附材料。在一些實(shí)施方案中，少于大約20%的制冷劑流動可以被轉(zhuǎn)移從而加熱至少一種清洗氣體和一種或多種吸附材料。
[0036]根據(jù)一些實(shí)施方案，提供一種計算機(jī)實(shí)施方法，其用于通過控制系統(tǒng)(例如控制器)控制多個洗滌器系統(tǒng)實(shí)施方案。所述的方法可以包括控制將熱泵的熱量傳遞給，舉例來說，與所述吸附材料的吸附再生循環(huán)相關(guān)的一種或多種吸附材料。
[0037]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述方法可能進(jìn)一步包括一種配置，所述配置控制多于一個洗滌系統(tǒng)，以及單一的、或一個或多個熱泵，以至于所述熱泵可以被進(jìn)一步配置用于將熱量提供給一個或多個洗滌系統(tǒng)。所述方法可能進(jìn)一步包括提供一種控制系統(tǒng)，其配置用于控制所述熱泵、導(dǎo)管網(wǎng)和一個或多個洗滌系統(tǒng)的配合，以至于再生熱量對每個洗滌系統(tǒng)都是可用的，例如，當(dāng)需要再生時。
[0038]根據(jù)一些實(shí)施方案，提供一種控制系統(tǒng)，其用于一些實(shí)施方案的一個或多個洗滌器系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可以控制熱泵、導(dǎo)管網(wǎng)和一個或多個洗滌器的至少其中之一的協(xié)調(diào)，正如在一些實(shí)施方案中，這樣的控制系統(tǒng)提供的控制根據(jù)以下參數(shù)的至少其中之一:
[0039]在所述封閉空間的一個或多個區(qū)域的占有水平；
[0040]包含在所述封閉空間的一個或多個區(qū)域中循環(huán)的室內(nèi)空氣中的所述至少一種氣體和/或致污物的水平；
[0041]從多個洗滌器的至少一個中排出的空氣中的至少一種氣體和/或致污物的水平；
[0042]室內(nèi)空氣溫度和/或室內(nèi)空氣濕度水平；
[0043]室外空氣溫度和/或室外空氣濕度水平；
[0044]和/或預(yù)設(shè)清單。
[0045]根據(jù)一些實(shí)施方案，提供一種洗滌系統(tǒng)，該洗滌系統(tǒng)包括洗滌器，其用于洗滌來自氣體和/或致污物的混合物的輸入致污物，從而從所述的氣體混合物中移除致污物。所述的洗滌器可以包括一種或多種吸附材料，其配置用于吸附和/或通過所述吸附材料對致污物的吸附的原位再生循環(huán)以及一種或多種吸附材料的再生的重復(fù)使用，以及熱泵系統(tǒng)，其用于提高清潔空氣的溫度，提供的所述清潔空氣用于再生所述一種或多種吸附材料(舉例來說)。
[0046]根據(jù)一些實(shí)施方案，提供一種洗滌系統(tǒng)，該洗滌系統(tǒng)包括洗滌器，其用于洗滌來自氣體和/或致污物的混合物的輸入致污物，從而從所述的氣體混合物中移除致污物。所述的洗滌器可以包括一種或多種吸附材料，其分別配置用于吸附和/或通過所述吸附材料對致污物的吸附的原位再生循環(huán)以及一種或多種吸附材料的再生的重復(fù)使用。所述系統(tǒng)可以包括制冷機(jī)，或具有內(nèi)置式制冷機(jī)的集成的空調(diào)單元，其使用在冷凝器-蒸發(fā)器回路流動的制冷劑，以及導(dǎo)管或管道，其配置用于在洗滌器再生循環(huán)期間從所述制冷機(jī)攜帶溫暖的制冷劑到洗滌器從而將熱量傳遞到所述洗滌器。
[0047]根據(jù)一些實(shí)施方案，提供一種方法，其用于處理封閉空間內(nèi)的室內(nèi)空氣，所述方法包括提供洗滌器用于從室內(nèi)空氣流動的氣體混合物中洗滌輸入致污物，從而從所述氣體混合物中移除致污物。所述的洗滌器可以包括一種或多種吸附材料，配置用于吸附和/或通過所述吸附材料對致污物的吸附的原位再生循環(huán)以及一種或多種吸附材料的再生的重復(fù)使用。所述方法可以進(jìn)一步包括通過熱泵系統(tǒng)提高清潔空氣的溫度，舉例來說，所述清潔空氣可以被加熱用于再生所述吸附材料。
[0048]根據(jù)一些實(shí)施方案，提供一種方法，其用于處理封閉空間內(nèi)的室內(nèi)空氣，所述方法包括提供洗滌器用于從室內(nèi)空氣流動的氣體混合物中洗滌輸入致污物，從而從所述氣體混合物中移除致污物。所述的洗滌器可以包括一種或多種吸附材料，配置用于吸附和/或通過所述吸附材料對致污物的吸附的原位再生循環(huán)以及一種或多種吸附材料的再生的重復(fù)使用。所述方法可以進(jìn)一步包括提供制冷機(jī)，舉例來說，或具有內(nèi)置式制冷機(jī)的集成的空調(diào)單元，其使用在冷凝器-蒸發(fā)器回路流動的制冷劑，并且，舉例來說，在洗滌器再生循環(huán)期間，通過導(dǎo)管或管道攜帶溫暖的制冷劑從制冷機(jī)到洗滌器，從而將熱量傳遞到所述洗滌器。
[0049]根據(jù)一些實(shí)施方案，提供一種計算機(jī)實(shí)施方法，其用于洗滌封閉空間的室內(nèi)空氣流的氣體混合物的至少一部分，所述洗滌用于從氣體和/或致污物的混合物中移除至少一種氣體和/或致污物。所述方法可通過控制器實(shí)現(xiàn)，所述控制器控制從氣體和/或致污物的混合物中移除至少一種氣體和/或致污物的過程，所述控制器配置用于控制以下一個或多個:洗滌器系統(tǒng)，其具有一種或多種吸附材料，熱泵，其用于將清潔氣體加熱到再生溫度。所述控制可以包括通過將至少一部分室內(nèi)空氣流動越過所述一種或多種吸附材料洗滌室內(nèi)空氣，，使用熱泵加熱所述清潔空氣到達(dá)再生溫度，以及通過再生裝置周期性地再生所述一種或多種吸附材料，舉例來說，在用于預(yù)定時間周期的再生循環(huán)期間，通過將清潔空氣流動越過和/或通過所述一種或多種吸附材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]在此描述的主題是參考所附的附圖。在附圖中，相似的參考編號表示相同的或功能相似的部件。除此之外，在適用的情況下，參考編號最左邊的數(shù)字標(biāo)識了在此幅圖中該參考編號首次出現(xiàn)。
[0051]附圖1A-1C都是根據(jù)在此揭示的內(nèi)容中的包括熱泵的空氣關(guān)系系統(tǒng)的示意圖；
[0052]附圖2是根據(jù)在此揭示的內(nèi)容中的某些實(shí)施方案的包括熱泵的空氣管理系統(tǒng)的示意圖；
[0053]附圖3A和3B都是根據(jù)在此揭示的內(nèi)容中的某些實(shí)施方案的包括熱泵的空氣管理系統(tǒng)的不意圖；
[0054]附圖4是根據(jù)在此揭示的內(nèi)容中的某些實(shí)施方案的包括熱泵的空氣管理系統(tǒng)的示意圖；
[0055]附圖5是根據(jù)在此揭示的內(nèi)容中的某些實(shí)施方案的包括熱泵的空氣管理系統(tǒng)的不意圖；以及
[0056]附圖6是根據(jù)在此揭示的內(nèi)容中的某些實(shí)施方案的包括熱泵的空氣管理系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0057]對室內(nèi)空氣洗滌室內(nèi)致污物，例如二氧化碳(C02)、易揮發(fā)的有機(jī)化合物(VOCs)以及其他不受歡迎的物質(zhì)，可以改善在建筑、房屋、車輛以及任何封閉空間內(nèi)的室內(nèi)空氣質(zhì)量。也可以幫助實(shí)現(xiàn)更好的室內(nèi)空氣質(zhì)量，同時使用更少的室外空氣通風(fēng)，從而節(jié)省大量的與冷卻、加熱和其他用于通風(fēng)的調(diào)節(jié)室外空氣相關(guān)的能源消耗。
[0058]根據(jù)一些實(shí)施方案，空氣處理系統(tǒng)可以包括洗滌系統(tǒng)。所述的空氣處理系統(tǒng)可由空氣管理系統(tǒng)提供，所述空氣管理系統(tǒng)包括HVAC系統(tǒng)。所述的洗滌系統(tǒng)可提供用于減少至少一種不想要的物質(zhì)的濃度，這種不想要的物質(zhì)可能包括存在于返回空氣中的氣體和/或致污物的混合物。返回氣體通常是循環(huán)來自封閉空間的室內(nèi)空氣。所述的洗滌系統(tǒng)可以包括洗滌器，其用于吸引物質(zhì)并捕捉物質(zhì)。有關(guān)洗滌器的實(shí)施例在 申請人:的美國專利號為8157892中公開，其內(nèi)容在此通過引證并入此文。所述的洗滌器可以包括任何適當(dāng)?shù)牟牧嫌糜趶钠渲械臍饬髦胁蹲讲幌胍奈镔|(zhì)。舉例來說，二氧化碳可以通過包括吸附材料或吸附劑的洗滌器移除。在一些實(shí)施方案中，所述的吸附材料或吸附劑可以包括固體載體的胺類化合物，例如在 申請人:的PCT申請?zhí)枮镻CT/US2012/038343中公開的，其全部內(nèi)容在此通過引證并入此文。
[0059]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述的洗滌器可以形成在總氣流的一部分的并行或“旁路”路徑，正如在以下附圖1A-6中所描述的那樣。
[0060]由于需要處理室內(nèi)的相對大的體積，循環(huán)用于較長時間周期具有限量的吸附劑的空氣，根據(jù)一些實(shí)施方案，可以有利地通過吸附-再生循環(huán)的裝置連續(xù)重復(fù)使用相同的吸附劑的至少一部分。再生本質(zhì)上可以自動地或主動在原位執(zhí)行，即不必移動所述的吸附劑或洗滌器部分。一般來說，原位再生可以通過重定向氣流實(shí)現(xiàn)，舉例來說，通過激活或改進(jìn)為合適的風(fēng)門或風(fēng)扇或任何其他合適的裝置上以便控制所述氣流。
[0061]根據(jù)一些實(shí)施方案，再生可以通過加熱吸附劑來促進(jìn)?？梢蕴峁┰偕b置，其被配置用于再生所述吸附劑。所述的再生裝置可以包括或具有配置為在再生溫度下的清潔氣體用于再生所述吸附劑；或者，在一些實(shí)施方案中，所述再生裝置可以是清潔氣流(例如，在相對于所述吸附材料的高溫下)、熱泵(例如，為了提供熱量給所述清潔氣流)，以及導(dǎo)管和閥門和風(fēng)扇，用于引導(dǎo)氣流(例如，所述的清潔氣流)到達(dá)/越過/通過所述吸附材料，以及熱源，用于加熱所述清潔氣流和/或加熱所述吸附材料(例如通過熱泵)中的至少其中之一。因此，所述吸附劑可以被重復(fù)再生，例如，通過用溫暖空氣或其他溫暖的清潔氣體的流動清洗。根據(jù)一些實(shí)施方案，所述的再生裝置可以包括由加熱元件或其他任何合適的結(jié)構(gòu)提供的直接應(yīng)用到所述吸附劑上的熱量。
[0062]有很多方式可以制備再生所需的所述的溫暖的清潔氣體，而具有最小的能量消耗。
[0063]根據(jù)一個實(shí)施方案，描述了與設(shè)計用于高能效應(yīng)用的變溫吸附再生系統(tǒng)相協(xié)調(diào)的熱泵的幾種配置的使用。
[0064]一般來說，熱泵使用在冷凝和蒸發(fā)的封閉的制冷機(jī)回路中的流體和壓縮機(jī)，也稱作“冷凝器-蒸發(fā)器回路”，從而移動的熱量與其通常方向相反，即，熱量從較低溫度的蒸發(fā)器區(qū)域移除且增加到較高溫度的冷凝器區(qū)域。以這種方式，熱泵可以用于連續(xù)冷卻在寒冷區(qū)域的常溫環(huán)境(即蒸發(fā)器側(cè)或寒冷側(cè))而加熱在較暖區(qū)域的環(huán)境(即冷凝器側(cè)或溫暖側(cè))。視為冷凍機(jī)或制冷機(jī)，其能夠使空氣或水或任何低于其周圍溫度的流體的冷卻；視為加熱器，其在需要時傳遞熱量，使用比傳統(tǒng)的電阻加熱器產(chǎn)生相同電量少的多的電能。
[0065]所述的熱泵需要電能并消耗能量。其中，所述熱泵所使用的電能用W表示，從所述熱泵的寒冷側(cè)移除的熱量的速率是Q，然后所述熱泵的溫暖側(cè)所傳遞的熱量大約為Q+W。Q與W的比率是所述熱泵的性能系數(shù)(COP)。舉例來說，其中COP是3，Q = 3W，且因此所產(chǎn)生的熱是Q+W = 4W，其是通過電阻加熱使用W直接產(chǎn)生的熱傳遞的四倍，為了使再生所述吸附劑使用的電能量最小化，相比于其他方法，例如電阻加熱，熱泵代表了用于產(chǎn)生溫暖清潔空氣的電能的有效使用。
[0066]在某些實(shí)施方案中，所述的清潔氣體是室外空氣，其在風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)或泵或任何其他適合的裝置/結(jié)構(gòu)的幫助下，流經(jīng)所述的吸附劑。所述的清潔氣體的溫度可以通過將其直接接觸加熱元件而增加，例如用于加熱所述清潔氣體的所述熱泵的溫暖盤管或散熱器。
[0067]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述熱泵的寒冷側(cè)可以在重新進(jìn)入所述封閉空間(例如，建筑)之前，被用于冷卻所述循環(huán)空氣，從而提高所述空氣管理系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)性和有效性。
[0068]附圖1A-1C都是根據(jù)在此所揭示的內(nèi)容中的某些實(shí)施方案的包括熱泵110的空氣管理系統(tǒng)100的示意圖。正如附圖1A-1C所示，循環(huán)空氣114或返回空氣的氣流是室內(nèi)空氣，其從封閉空間116排出，可以循環(huán)通過洗滌器120，通過出口 121，從而移除其中的致污物。
[0069]從洗滌器通過出口 124出來的處理后的空氣122，可以流回到封閉空間116，在一些實(shí)施方案中，如附圖1A-1C所示，所述的處理后的空氣122可以通過空氣處理系統(tǒng)130流到所述的封閉空間116。在一些實(shí)施方案中，處理后的空氣122可以直接流到封閉空間116。在一些實(shí)施方案中，處理后的空氣122的一部分可以流動通過所述空氣處理系統(tǒng)130且一部分可能直接流動到所述的封閉系統(tǒng)中。
[0070]所述的洗滌器120可以放置在所述空氣管理系統(tǒng)100內(nèi)任何適合的位置。在一些實(shí)施方案中，所述的洗滌器120可以以平行于所述空氣處理系統(tǒng)130的方式放置，如附圖1A-1C所示。在一些實(shí)施方案中，所述的洗滌器120可以以與所述的空氣處理系統(tǒng)130(未示出)串聯(lián)的方式放置。
[0071]所述的空氣處理系統(tǒng)130可以提供用于在進(jìn)入所述封閉空間116之前調(diào)節(jié)空氣。調(diào)節(jié)可以包括，舉例來說，冷卻、除濕和/或加熱。
[0072]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述的洗滌器120可配置用于攔截流向所述封閉空間116的被接收的循環(huán)空氣114的至少一部分。在一些實(shí)施方案，大約1%到大約5%之間的循環(huán)空氣114可以被轉(zhuǎn)移到所述洗滌器120，其余的循環(huán)空氣114可以繞過所述的洗滌器120。在一些實(shí)施方案中，大約3%到大約25%的循環(huán)空氣114可以被轉(zhuǎn)移道所述的洗滌器120，其余的循環(huán)空氣114可以繞過所述的洗滌器120。在一些實(shí)施方案中，大約5 %到大約15 %的循環(huán)空氣114可以被轉(zhuǎn)移到所述的洗滌器120，其余的循環(huán)空氣114可以繞過所述的洗滌器120。
[0073]所述的封閉空間116可以是由設(shè)備、材料、生命占據(jù)者(例如，人類、動物、合成生物等)等和/或上述任何結(jié)合在時間上所占據(jù)的辦公大樓、商業(yè)環(huán)境或建筑、銀行、居住環(huán)境或建筑、房屋、學(xué)校、工廠、醫(yī)院、商店、商場、室內(nèi)娛樂場所、存儲設(shè)施、實(shí)驗(yàn)室、測量、包括飛機(jī)、輪船、海上艦船或海上艦船的機(jī)艙的艙室、公共汽車、劇院、部分和/或全部封閉的場所、教育設(shè)施、圖書館、和/或其他部分和/或全部封閉結(jié)構(gòu)和/或設(shè)施。在一些實(shí)施方案中，所述的封閉空間116可以具有出口到達(dá)室外空氣。
[0074]在一些實(shí)施方案中，所述的吸附劑(未示出)可以被放置到所述的洗滌器120的內(nèi)部并可以配置用于從所述流動空氣中捕捉致污物。在再生期間，室內(nèi)的循環(huán)空氣114可能不再由所述的洗滌器120收集，而作為替代，清潔氣體140的氣流可能通過入口 144被引入到所述的洗滌器120并通過出口 148排出。
[0075]在一些實(shí)施方案中，所述的清潔氣體140可以是室外空氣，因此，所述入口 144是室外空氣入口并接收處于室外空氣溫度的室外空氣。所述出口 148可能是室外空氣出口。為了便于再生，可量可能被傳遞給所述的清潔氣體140或所述吸附劑。所述的熱泵110可以配置用于傳遞熱量到所述的清潔氣體140和/或所述吸附劑。大量的配置可以被實(shí)施從而影響將熱量傳遞給所述清潔氣體140和/或吸附劑的方式以及影響從熱泵110中抽取的熱量的來源。
[0076]根據(jù)一些實(shí)施方案，例如在附圖1A中所示的那樣，輸入的清潔氣體140可由進(jìn)入直接接觸熱泵110的冷凝器側(cè)150加熱，并且所述清潔氣體140可以將熱量傳遞到所述洗滌器120內(nèi)的吸附劑。
[0077]根據(jù)一些實(shí)施方案，例如在附圖1B所示那樣，輸入的清潔氣體140可以通過進(jìn)入接觸加熱元件154來加熱，其中加熱元件從所述熱泵110接收熱量。所述的加熱元件154可以包括任何用來提供熱量的合適的元件，舉例來說，例如盤管。
[0078]根據(jù)一些實(shí)施方案，例如在附圖1C中所示的那樣，熱量可以被直接傳遞給在洗滌器120內(nèi)部的吸附劑，通過與所述吸附劑和熱泵110的冷凝器側(cè)150熱接觸的一個或多個導(dǎo)管或傳熱導(dǎo)體156。在一些實(shí)施方案中，所述的導(dǎo)管156可以是熱管道，其通常配置用于有效的傳遞熱量。
[0079]根據(jù)一些實(shí)施方案，所述的熱泵110可被使用將其蒸發(fā)器側(cè)160與室外空氣接觸，并且本質(zhì)上從室外空氣抽取熱量。
[0080]熱泵110的COP取決于熱泵110的溫暖和寒冷側(cè)的溫度差(即冷凝器側(cè)150和蒸發(fā)器側(cè)160的溫度差)。所述的熱泵110可能隨著溫度差的增加而損失有效泵送熱量的能力。這取決于所述吸附劑以及一些系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)，在非限定性實(shí)施例中，所需的再生溫度可能是從低至30°C到超過100°C的范圍。在所述熱泵110的寒冷側(cè)160的周圍較暖，更有效的熱泵110可能在升高清潔氣體140或吸附劑的溫度。典型的使，當(dāng)空氣調(diào)節(jié)是在所述空氣管理系統(tǒng)100內(nèi)使用時，通常室外空氣相當(dāng)?shù)臏嘏?，將其很好地與這種類型的熱泵應(yīng)用。舉例來說，所述清潔氣體140可能比室外空氣高至少10°C。
[0081]在一些實(shí)施方案中，所述清潔氣體140，例如室外空氣，可以由室外溫度加熱到再生溫度。所述的再生溫度可以是任何合適的溫度，典型的是在大約30-120°C的范圍?？纱娴氖牵龅脑偕鷾囟瓤赡苁堑陀?0°C?？纱娴氖?，所述再生溫度可能是低于50°C?？纱娴氖?，所述的清潔氣體140可能以環(huán)境溫度進(jìn)入所述洗滌器120而不需要提前加熱。
[0082]加熱所述清潔氣體140的有效率可能被改進(jìn)，例如，當(dāng)室外溫度不是那么高的情況下，其中較溫暖的空氣可能被遞送給與熱泵110的蒸發(fā)器側(cè)160接觸。在一個實(shí)施例中，該溫度范圍可能是大約30-60°C。如果比環(huán)境溫暖的空氣是可用的，該溫暖的空氣亦可利用，通過使其流入所述熱泵110的蒸發(fā)器側(cè)160的附近。
[0083]附圖2示意性地示出了如何將所述熱泵110的性能和效率通過將其蒸發(fā)器側(cè)160降低到接近或熱接觸溫暖空氣增加，例如在機(jī)械內(nèi)或任何數(shù)量的其他來源170可能是可用的。與HVAC系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)、制冷機(jī)以及冷卻塔可以產(chǎn)生溫暖空氣，其可以以相似方式被降低與蒸發(fā)器側(cè)160相接處。熔爐、太陽能加熱器以及發(fā)生器也可能是空氣的可用來源，其比外部溫度溫暖。熱量也可以從任何數(shù)量的來源170的可用水或蒸汽中汲取到所述熱泵110。在一些實(shí)施方案中，所述熱泵110可能從冷卻塔的熱水中汲取熱量。在另一個實(shí)施方案中，建筑熱水可以用于增強(qiáng)所述熱泵110的性能。
[0084]在一些實(shí)施方案中，熱量的來源170不是直接臨近所述熱泵的蒸發(fā)器側(cè)160，而是可以通過導(dǎo)管172和風(fēng)扇(未示出)或其他合適的裝置/結(jié)構(gòu)傳遞熱量。
[0085]在一些實(shí)施方案中，如附圖3A和3B所示，HVAC系統(tǒng)的主熱泵180可以作為用于再生的熱泵使用從而提供輔助功能(除了其主要作用為調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣循環(huán)外)。所述的HVAC系統(tǒng)具有以熱泵為基礎(chǔ)的壓縮機(jī)，在冷卻模式下，被用于冷卻在空氣處理系統(tǒng)130中的盤管。在一些實(shí)施方案中，如附圖3A所示，所述的主熱泵180與所述空氣處理系統(tǒng)130集成。換句話說，所述HVAC系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)單元可以與內(nèi)置制冷機(jī)集成。這種集成配置可以被稱為“封裝單元(packaged unit)”。
[0086]在其他實(shí)施方案中，如附圖3B所示，所述制冷機(jī)可獨(dú)立于所述的空氣處理系統(tǒng)130并與其流體連通。在這兩個實(shí)施方案中，制冷劑流體可在蒸發(fā)器側(cè)(未示出)膨脹并冷卻，并在冷凝器側(cè)184壓縮和加熱。熱的、壓縮制冷劑的一部分被用于通過盤管或任何合適的加熱元件186或任何其他合適的傳遞熱的元件將熱量傳遞給所述清潔氣體140和/或吸附劑。
[0087]在一些實(shí)施方案中，特殊的導(dǎo)管或管道188可被連接到所述主熱泵180的制冷劑回路的冷凝器，允許熱的制冷劑的一部分被轉(zhuǎn)移到清潔氣體加熱元件186或其吸附劑上，然后允許流動回到所述主熱泵180的制冷劑回路(未示出)。此實(shí)施方案可在制造時實(shí)現(xiàn)，或當(dāng)作為改裝將洗滌器120加入到所述HVAC系統(tǒng)中時，作為一種改進(jìn)型的熱泵或制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)。整體的制冷劑的部分被轉(zhuǎn)移到所述洗滌器120，而無需非常大。在一些實(shí)施方案中，基本上小于制冷劑流動的一半。在一些實(shí)施方案中，基本上小于制冷劑流動的20%。在其他實(shí)施方案中，基本上小于制冷劑流動的10%。一個泵(未示出)可以用于引導(dǎo)所述轉(zhuǎn)移的溫暖流體到所述的洗滌器120。
[0088]在一些實(shí)施方案中，如附圖4所示，專用的熱泵110可被配置用于將再生熱量傳遞進(jìn)入所述的封閉空間116，通常是具有HVAC系統(tǒng)的建筑。所述的熱泵110的蒸發(fā)器側(cè)160可直接或間接地與循環(huán)室內(nèi)空氣接觸。在一些實(shí)施方案中，如附圖4所示，所述蒸發(fā)器側(cè)160可能直接或間接地與在返回空氣導(dǎo)管190內(nèi)通過導(dǎo)管191流動的循環(huán)空氣114接觸，無論其在所述洗滌器120的上游還是下游。在一些實(shí)施方案中，所述的蒸發(fā)器側(cè)160可以直接或間接地與從所述空氣處理系統(tǒng)130中排出的循環(huán)室內(nèi)空氣接觸。在一些實(shí)施方案中，所述蒸發(fā)器側(cè)160可直接或間接地與在所述封閉空間160內(nèi)的室內(nèi)空氣接觸。因此，所述熱泵110可以與所述的循環(huán)室內(nèi)空氣熱連通從而移除熱量并同時加熱所述的清潔氣體140或所述吸附劑。
[0089]這種配置，所述的熱泵110可與循環(huán)室內(nèi)空氣直接或間接接觸，可以改進(jìn)整個系統(tǒng)的效率。原因是，由于所述的熱泵110可以從所述室內(nèi)空氣中移除熱量，這提供了一個益處，即可以相應(yīng)減少服務(wù)于所述封閉空間116的在主制冷機(jī)、空氣調(diào)節(jié)器單元或者空氣處理系統(tǒng)130上的熱負(fù)載單元，這又轉(zhuǎn)化為在所述制冷機(jī)、空氣調(diào)節(jié)器單元或者空氣處理系統(tǒng)130的能量節(jié)約。如果所述洗滌器熱泵的COP與主空氣調(diào)節(jié)器的COP相似，后者的能量節(jié)約大約抵消由所述熱泵110使用的電能W。因此，所述熱泵110可被配置用于從循環(huán)室內(nèi)空氣中移除熱量并同時加熱所述的清潔氣體140。在理論上，所述的抵消是精確的，如果所述熱泵110的效率與被抵消的冷卻負(fù)載的制冷機(jī)的效率相同。在這種配置中，所述的清潔氣體熱泵I1可以幾乎最小的額外總體能耗操作，且被傳遞給所述清潔氣體140的熱量可以在基本上為零或最小的能量成本獲得。
[0090]熱泵110用于加熱清潔氣體140的溫度可以以任何形式的室內(nèi)空氣洗滌應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方案中，所述的室內(nèi)空氣洗滌應(yīng)用可以包括中央空氣處理單元系統(tǒng)，例如集中HVAC系統(tǒng)，如附圖1A-4所示。所述的集中HVAC系統(tǒng)可以包括用于循環(huán)室內(nèi)空氣的導(dǎo)管。
[0091]在一些實(shí)施方案中，所述的室內(nèi)空氣洗滌應(yīng)用可以包括風(fēng)扇-盤管形式系統(tǒng)，如附圖5所示，基本上在封閉空間116的每個房間或區(qū)域194或單一局部空氣調(diào)節(jié)單元中具有通常較小的和/或局部空氣循環(huán)系統(tǒng)192。所述的空氣循環(huán)系統(tǒng)192接收用于調(diào)節(jié)的室內(nèi)的循環(huán)空氣114的一部分。所述的風(fēng)扇-盤管形式系統(tǒng)通常并不包括用于循環(huán)室內(nèi)空氣的導(dǎo)管。
[0092]在一些實(shí)施方案中，所述的洗滌器120可以不附著到或關(guān)聯(lián)到HVAC系統(tǒng)且可以是單獨(dú)的、獨(dú)立的洗滌器，如附圖6所示。所述的單獨(dú)的洗滌器可以包括用于清潔氣體140的進(jìn)入的入口 144和用于清潔氣體140的排出的出口 148。在一些實(shí)施方案中，所述的洗滌器120可以在僅有通風(fēng)和洗滌，而本質(zhì)上無HVAC的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。
[0093]如上所述，在一些實(shí)施方案中，如附圖5所示，可能有多個洗滌器120，例如相對小規(guī)模的洗滌器120，分布在所述封閉空間116的房間或區(qū)域194的不同位置或接近所述的封閉空間116。在一些實(shí)施方案中，這些洗滌器120可以全部具有相鄰的熱泵110從而提供再生熱量。在一些實(shí)施方案中，可能是一個單一遠(yuǎn)程熱泵用于產(chǎn)生用于再生的熱量，熱量從所述的冷凝器側(cè)150轉(zhuǎn)移到每個洗滌器120，以加熱流體通過合適的管道、導(dǎo)管或?qū)Ч芫W(wǎng)196的形式。
[0094]所述的熱量可能以任何合適的方式轉(zhuǎn)移到所述的多個洗滌器120，例如以附圖1A-4中所描述的任何一種方法。
[0095]在一些實(shí)施方案中，共享的熱泵110可以更有效地通過特意定時所述多個洗滌器120的所述的吸附和再生循環(huán)服務(wù)于多個洗滌器120，以至于在任何給定的時間，所述多個洗滌器120中僅有一個子集處于再生模式并使用熱量，而其他的不是。實(shí)際上，這是單一熱泵110的多路復(fù)用，用于對多個洗滌器120的加熱?？梢怨芾碓摕崃苛鲃油ㄟ^分支的流體導(dǎo)管網(wǎng)絡(luò)196將溫暖流體輸送到達(dá)所述的洗滌器120。在一些實(shí)施方案中，所述流體可以包括一種液體，所述液體通過導(dǎo)管198將熱量輸送到每個洗滌器入口 144，其用于加熱所述的清潔氣體140或所述吸附劑，所述的導(dǎo)管198用于將液體從熱泵110傳遞給所述的多個洗滌器120.所述液體可能排出或流動回到所述熱泵110，通過返回導(dǎo)管199.在一些實(shí)施方案中，所述流體可能包括所述清潔氣體140。
[0096]當(dāng)每個洗滌器120進(jìn)行再生時，在所述的導(dǎo)管網(wǎng)196中流動的流體可以在適當(dāng)?shù)臅r間有選擇地引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)南礈炱?20。所述的多個洗滌器120的再生循環(huán)，以及共享的熱泵110和將流體或清潔氣體140遞送到每個洗滌器120的導(dǎo)管網(wǎng)，都可以方便地通過控制系統(tǒng)20來調(diào)節(jié)，例如中央程序電子控制單元，從而激活適當(dāng)?shù)拈y門、阻尼器、風(fēng)扇、泵和其他元件(未示出)。應(yīng)當(dāng)注意的是，所述多個洗滌器120可以與多于一個共享的熱泵110流體連通。
[0097]在一些實(shí)施方案中，熱量的定時供應(yīng)到特殊的洗滌器120，在共享熱泵配置在多個參數(shù)的基礎(chǔ)上動態(tài)地確定，所述的多個參數(shù)包括特定的洗滌器120的需要從而開始再生以及其他洗滌器的隊列從而準(zhǔn)備再生。所述的洗滌器120在程度上可以彼此不同，其中不同的洗滌器120需要再生。再生的程度可決定于飽和的吸附水平和同時發(fā)生的室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)。在一些實(shí)施方案中，在共享網(wǎng)絡(luò)中的再生的定時至少部分基于現(xiàn)有清單。在一些實(shí)施方案中，選擇性地引導(dǎo)熱量到達(dá)所述多個洗滌器120和所述熱泵110和多個洗滌器120的激活(即吸附或再生)可通過至少一個以下參數(shù)控制:所述封閉空間116的占有水平；在所述封閉空間116內(nèi)循環(huán)的室內(nèi)空氣含有的致污物水平；累積在所述吸附劑中的計算的致污物水平；在通過吸附劑之后，排出所述的洗滌器的處理后的空氣122中的致污物水平；室內(nèi)空氣溫度和/或室內(nèi)空氣濕度水平；室外空氣溫度和/或室外空氣濕度水平，以及預(yù)設(shè)清單，其決定了所述HVAC系統(tǒng)的激活。
[0098]應(yīng)當(dāng)注意到的是，所述的控制系統(tǒng)200可用于附圖1A-6的實(shí)施方案從而控制將熱量從所述熱泵110遞送到與再生循環(huán)相協(xié)調(diào)的所述洗滌器120 (舉例來說，變溫吸附循環(huán))。
[0099]另外一個實(shí)施方案顯示在附圖6中。這是一個獨(dú)立的洗滌器120，其位于所述封閉空間116的內(nèi)部，例如，所述的封閉空間116是建筑，而不是被集成在HVAC系統(tǒng)內(nèi)。在這個實(shí)施方案中，所述的空氣處理系統(tǒng)130可包括，如附圖6所示，也可以省略部分。在吸附模式下，所述的洗滌器120可以從所述的封閉空間116中抽吸室內(nèi)的循環(huán)空氣114，并可以將處理后的空氣立即返回到相同的封閉空間116，從而起到消除不想要的致污物，即通過吸附劑捕捉。在再生期間，清潔氣體140，例如室外空氣，可通過入口 144被帶入到所述的洗滌器120，并通過出口 148排出。所述的清潔氣體140可由相鄰的熱泵110或放置于任何合適的位置的熱泵110加熱。所述熱泵110的蒸發(fā)器側(cè)160可被用于從所述封閉空間116外側(cè)的合適的來源抽吸熱量，例如常溫環(huán)境?？商鎿Q的是，所述的熱泵110可從所述的封閉空間116抽吸熱量并因此提供了另外一個好處，即為所述的封閉空間116提供冷卻。
[0100]所述的熱量可能以任何合適的方式傳遞給所述的洗滌器120，例如以附圖1A-4中所描述的方法的任何其中之一。
[0101]應(yīng)該注意到的是，參考附圖1A-6，任何其他合適的裝置/結(jié)構(gòu)，例如，鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、閥門、風(fēng)扇或快門，可以用于控制空氣進(jìn)入和/或排除所述洗滌器120或熱泵110或所述空氣管理系統(tǒng)100的任何其他部件的體積。
[0102]在一些實(shí)施方案中，用于洗滌至少一種氣體和/或致污物的方法，如在附圖1A-6中所描述的，可能是計算機(jī)實(shí)施方法，其通過控制系統(tǒng)200 (附圖5)實(shí)現(xiàn)。所述的方法可包括以再生溫度配置所述的再生裝置從而再生根據(jù)本文揭示的洗滌器系統(tǒng)實(shí)施方案中的所述的吸附材料。所述的方法也可包括控制熱泵110從而加熱清潔氣流至所述的再生溫度。所述的方法可進(jìn)一步包括通過將室內(nèi)空氣的至少一部分流動越過所述的吸附材料洗滌室內(nèi)空氣，并用所述的熱泵110將清潔氣流加熱到所述的再生溫度。所述的方法可包括通過所述的再生裝置周期性的再生所述的吸附材料，即，在預(yù)先確定的時間周期的再生循環(huán)期間，將清潔氣流流動越過和/或通過所述的吸附材料。
[0103]所公開的實(shí)施方案的各種實(shí)施例，尤其是，至少一些用于洗滌、再生以及相似的所討論的方法(或部分)，以及它們的控制，可在數(shù)字電子電路、集成電路、專門設(shè)計的ASIC(專用集成電路applicat1n specific integrated circuits)、計算機(jī)硬件、固件、軟件和/或它們的結(jié)合上實(shí)現(xiàn)。這些實(shí)施例，例如與所述控制系統(tǒng)200相關(guān)聯(lián)，舉例來說，可以包括在一個或多個計算機(jī)程序中的實(shí)施方式，所述的一個或多個計算機(jī)程序在包括至少一個可編程處理器的可編程系統(tǒng)上是可執(zhí)行和/或可解釋的，其可以是專用或通用目的，被耦合以從其接收數(shù)據(jù)和指令，并將數(shù)據(jù)和指令發(fā)送到存儲系統(tǒng)、至少一個輸入裝置和至少一個輸出裝置。
[0104]這樣的計算機(jī)程序(也稱為程序、軟件、軟件應(yīng)用或代碼)包括用于可編程處理器的機(jī)器指令/代碼，例如，可用高級過程語言和/或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，和/或以匯編/機(jī)器語言實(shí)現(xiàn)。本文在此所用的術(shù)語“機(jī)器可讀介質(zhì)”是指任何計算機(jī)編程產(chǎn)品、裝置和/或設(shè)備(例如，非易失性介質(zhì)，如磁盤、光盤、閃存、可編程邏輯設(shè)備(PLD)等)用于將機(jī)器指令和/或數(shù)據(jù)提供給可編程處理器，該可編程處理器包括機(jī)器可讀介質(zhì)，其接收作為機(jī)器可讀信號的機(jī)器指令。術(shù)語“機(jī)器可讀信號”是指任何信號，其用于將機(jī)器指令和/或數(shù)據(jù)提供給可編程處理器。
[0105]為了提供與用戶的互動，在此描述的主題可以在具有顯示器(例如，IXD(液晶顯示器)、監(jiān)視器等)、鍵盤和/或定點(diǎn)設(shè)備(例如鼠標(biāo)或軌跡球、觸摸屏等)的計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，所述的顯示器用于將信息顯示給用戶，通過所述的定點(diǎn)設(shè)備，用戶可以向計算機(jī)提供輸入。舉例來說，程序可通過分配單元、遠(yuǎn)程控制、PC、膝上型電腦、智能電話、媒體播放器或個人數(shù)字助理(PDA)被存儲、執(zhí)行和操作。其他種類的裝置也可用于提供與用戶的互動。舉例來說，提供給用戶的反饋，其可以是任何形式的感官反饋(例如，視覺反饋、聽覺反饋或觸覺反饋)，以及來自用戶的輸入，其可以是任何形式的接收，包括聲音、語言、或觸覺輸入等。
[0106]在此描述的主題的某些實(shí)施方案可在計算機(jī)系統(tǒng)和/或裝置中實(shí)施，其包括后端部件(例如，作為數(shù)據(jù)服務(wù)器)，或者其包括中間件部件(例如應(yīng)用服務(wù)器)，或者其包括前端部件(例如具有圖形用戶界面或Web瀏覽器的客戶計算機(jī)，通過該計算機(jī)，用戶可以與在此描述的主題的實(shí)施例進(jìn)行互動)，或者所述后端部件、中間件部件和前端部件的任意組合。所述系統(tǒng)的這些部件可通過任何形式或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信的介質(zhì)互聯(lián)(例如通信網(wǎng)絡(luò))。通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例包括局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)以及因特網(wǎng)(Internet)。
[0107]根據(jù)上文所描述的一些實(shí)施方案所述的計算機(jī)系統(tǒng)可以包括客戶端和服務(wù)器?？蛻舳撕头?wù)器通常都是彼此遠(yuǎn)離的并通常通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互動。客戶端和服務(wù)器的關(guān)系是借助于在各自計算機(jī)上運(yùn)行的計算機(jī)程序且彼此具有客戶端-服務(wù)器關(guān)系。
[0108]在本申請中出現(xiàn)的對于公開出版物或者其他文件的任何參考和全部的參考，包括但不限于，專利，專利申請，文獻(xiàn)，網(wǎng)頁，書籍等等，其中的教導(dǎo)統(tǒng)統(tǒng)通過引證并入本文。
[0109]設(shè)備，系統(tǒng)和方法的可以效仿的各種實(shí)施方案都已經(jīng)在本文中得以描述說明了。值得注意的是，這些已經(jīng)描述說明的實(shí)施方案僅僅是出于解釋說明的目的而非限制。其他的實(shí)施方案也是可行的，而且被本文所覆蓋，對于本文中的教導(dǎo)而言也是顯而易見的。因此，在此所揭示的內(nèi)容的寬度和范圍都不會受到以上所描述的各種實(shí)施方案中的任何一個的限制，而是僅僅受限于隨附的權(quán)利要求書，所述權(quán)利要求書得到在此所揭示的內(nèi)容及其等同物的支持。而且，在此所揭示的主題和實(shí)施方案都可能會包括方法，系統(tǒng)和設(shè)備，它們可以進(jìn)一步包括來自于任何其他揭示的方法，系統(tǒng)和設(shè)備中的任何一種和全部的元件/特征，包括與置換控制相對應(yīng)的任何一種和全部的特征。換句話來說，源于另外一個和/或其他被揭示的實(shí)施方案的特征都可以可源于其他的被揭示的實(shí)施方案中的特征進(jìn)行互換，反過來，與又一個其他的實(shí)施方案相互對應(yīng)。更進(jìn)一步，在所揭示的實(shí)施方案中的一個或者更多的特征/元件都是可以被去除的，而且仍然會導(dǎo)致獲得可專利的主題(從而可以獲得有關(guān)揭示的主題的更多的實(shí)施方案)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于洗滌來自封閉空間的氣體和/或致污物的混合物從而從所述氣體和/或致污物的混合物中移除至少一種氣體和/或致污物的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 一種或多種吸附材料，其配置用于在所述氣體和/或致污物的混合物中的至少一種氣體和/或致污物的吸附和通過變溫吸附循環(huán)的吸附材料的再生之間循環(huán)；以及 再生裝置，其配置用于再生所述一種或多種吸附材料，所述的再生裝置被配置用于在再生溫度下再生所述的一種或多種吸附材料，其中所述的再生裝置包括熱泵，所述熱泵配置用于加熱清潔氣體和/或所述一種或多種吸附材料，用于再生所述的一種或多種吸附材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述的封閉空間包括建筑、房屋、車輛或艦船。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中氣體和/或致污物選自以下物質(zhì)組成的組:二氧化碳，易揮發(fā)的有機(jī)化合物，硫氧化物，氡，氮氧化物和一氧化碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述的清潔氣體包括室外空氣，并且其中: 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括室外空氣入口，該室外空氣入口配置用于在室外空氣溫度下接收所述的室外空氣；以及 所接收的室外空氣通過所述的熱泵被直接和/或間接加熱到所述的再生溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述的再生溫度比所述的室外空氣溫度高至少大約 10Co
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述的熱泵配置用于從所述的封閉空間的室內(nèi)空氣中移除熱量并同時加熱所述的清潔氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中從所述室內(nèi)空氣中的熱量的移除導(dǎo)致所述封閉空間的冷卻負(fù)載的減少。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述封閉空間的冷卻負(fù)載的減少大約抵消了所述熱泵的能量消耗。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述的熱泵配置用于從溫暖空氣來源收集熱量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述的溫暖空氣來源包括制冷機(jī)、壓縮機(jī)、冷卻塔、發(fā)電機(jī)、太陽能加熱器和熔爐的至少其中之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述的封閉空間包括HVAC系統(tǒng)，所述的HVAC系統(tǒng)具有在所述封閉空間內(nèi)的循環(huán)氣流，以及其中所述的系統(tǒng)配置用于攔截所述氣流的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述的氣流的一部分是少于大約20%。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述熱泵的蒸發(fā)器側(cè)與所述封閉空間的室內(nèi)循環(huán)空氣熱連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述的熱泵由HVAC系統(tǒng)提供，所述的熱泵包括制冷劑并被配置以至于在被加熱的狀態(tài)，所述制冷劑的一部分被轉(zhuǎn)移從而將熱量傳遞給所述的清潔氣體和/或所述的一種或多種吸附材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中少于大約50%的制冷劑流被轉(zhuǎn)移從而加熱所述清潔氣體和所述一種或多種吸附材料的至少其中之一。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中少于大約20%的制冷劑流被轉(zhuǎn)移從而加熱所述清潔氣體和所述一種或多種吸附材料的至少其中之一。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制器，所述控制器配置用于控制所述熱泵的熱量傳遞到與所述吸附材料的再生相協(xié)調(diào)的所述一種或多種吸附材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一種或多種吸附材料配置作為洗滌器，以及其中所述系統(tǒng)包括多個洗滌器，所述熱泵包括單一熱泵，其配置用于將熱量提供給所述的多個洗滌器從而再生所述的一種或多種吸附材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括導(dǎo)管網(wǎng)，該導(dǎo)管網(wǎng)配置用于將熱量從所述熱泵傳遞給所述多個洗滌器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制器，該控制器配置用于控制至少所述熱泵、導(dǎo)管網(wǎng)和所述多個洗滌器的協(xié)調(diào)，以至于當(dāng)需要分別再生時，再生熱量對于每個洗滌器來說都是可用的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述的控制器控制所述熱泵、導(dǎo)管網(wǎng)和多個洗滌器的至少其中之一的協(xié)調(diào)，根據(jù)以下至少一個參數(shù): 在所述封閉空間內(nèi)的一個或多個區(qū)域的占有水平； 在所述封閉空間的一個或多個區(qū)域內(nèi)循環(huán)的室內(nèi)空氣的至少一種氣體和/或致污物的水平； 累積在所述一種或多種吸附材料中的所述至少一種氣體和/或污染物的水平； 在多于一個洗滌器的至少一個中的排出空氣中的至少一種氣體和/或污染物的水平； 室內(nèi)空氣溫度和/或室內(nèi)空氣濕度水平； 室外空氣溫度和/或室外空氣濕度水平；以及 預(yù)設(shè)清單。
22.—種用于洗滌來自封閉空間的室內(nèi)空氣流的氣體混合物的至少一部分的方法，所述的洗滌用于從所述的氣體和/或致污物的混合物中移除至少一種氣體和/或致污物，所述方法包括: 提供洗滌器系統(tǒng)，所述洗滌器系統(tǒng)具有配置用于再生的一種或多種吸附材料； 提供熱泵，從而加熱用于再生所述一種或多種吸附材料的清潔氣體； 洗滌所述室內(nèi)空氣，通過將所述室內(nèi)空氣的至少一部分流動越過所述的一種或多種吸附材料； 使用所述熱泵加熱所述的清潔氣體或所述的一種或多種吸附材料；以及在再生循環(huán)期間，周期性地再生所述一種或多種吸附材料，通過以下至少其中之一:將加熱后的清潔氣體流動越過和/或通過所述一種或多種吸附材料，和將所述清潔空氣流動越過和/或通過加熱后的一種或多種吸附材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述氣體和/或致污物的混合物的至少一種氣體和/或致污物選自以下物質(zhì)組成的組:二氧化碳，易揮發(fā)的有機(jī)化合物，硫氧化物，氡，氮氧化物和一氧化碳。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述的清潔氣體包括室外空氣，以及其中: 所述方法進(jìn)一步包括提供室外空氣入口，其配置用于在室外空氣溫度下接收所述的室外空氣；以及 用所述熱泵直接和/或間接加熱所接收的室外空氣到達(dá)再生溫度，用于再生所述的一種或多種吸附材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述的再生溫度比所述的室外空氣溫度高大約10。。。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括使用所述熱泵從室內(nèi)循環(huán)空氣中移除熱量并同時使用所述熱泵加熱所述的清潔氣體。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中從室內(nèi)空氣中移除熱量導(dǎo)致所述封閉空間的冷卻負(fù)載的減少。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述封閉空間的冷卻負(fù)載的減少大約抵消了所述熱泵的能量消耗。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述熱泵配置用于從溫暖空氣來源收集熱量。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述的溫暖空氣來源包括制冷機(jī)、壓縮機(jī)、冷卻塔、發(fā)電機(jī)、太陽能加熱器和熔爐的至少其中之一。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括提供HVAC系統(tǒng)，該HVAC系統(tǒng)具有在所述封閉空間內(nèi)的循環(huán)氣流，以及其中所述洗滌器系統(tǒng)配置用于攔截所述氣流的一部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述氣流的一部分少于大約20%。
33.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述熱泵的蒸發(fā)器側(cè)與循環(huán)室內(nèi)空氣熱連通。
34.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中HVAC系統(tǒng)提供所述熱泵，以及其中所述熱泵包括制冷劑并被配置以至于在被加熱的狀態(tài)，所述制冷劑的一部分被轉(zhuǎn)移從而加熱所述的清潔氣體和/或所述的一種或多種吸附材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中少于大約50%的制冷劑流被轉(zhuǎn)移從而加熱所述清潔氣體和所述一種或多種吸附材料的至少其中之一。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中少于大約20%的制冷劑流被轉(zhuǎn)移從而加熱所述清潔氣體和所述一種或多種吸附材料的至少其中之一。
37.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括提供控制器，所述控制器控制所述熱泵的熱量傳遞到與所述一種或多種吸附材料的再生相協(xié)調(diào)的所述一種或多種吸附材料。
38.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括提供多個洗滌器系統(tǒng)，以及其中所述熱泵包括單一熱泵，該單一熱泵配置用于將熱量提供給所述多個洗滌器系統(tǒng)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，進(jìn)一步包括提供導(dǎo)管網(wǎng)，所述導(dǎo)管網(wǎng)配置用于將熱量從所述熱泵傳遞給所述多于一個洗滌器系統(tǒng)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，進(jìn)一步包括控制所述的熱泵、導(dǎo)管網(wǎng)和多于一個洗滌系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，以至于當(dāng)需要進(jìn)行再生時，再生熱量對每個洗滌器系統(tǒng)均是可用的。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中控制進(jìn)一步包括控制所述的熱泵、導(dǎo)管網(wǎng)和多于一個洗滌系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，根據(jù)以下至少一個參數(shù): 在所述封閉空間內(nèi)的一個或多個區(qū)域的占有水平； 在所述封閉空間的一個或多個區(qū)域內(nèi)循環(huán)的室內(nèi)空氣的至少一種氣體和/或致污物的水平； 累積在所述一種或多種吸附材料中的所述至少一種氣體和/或污染物的水平； 在多于一個洗滌器的至少一個中的排出空氣中的至少一種氣體和/或污染物的水平； 室內(nèi)空氣溫度和/或室內(nèi)空氣濕度水平； 室外空氣溫度和/或室外空氣濕度水平；以及 預(yù)設(shè)清單。
42.一種洗滌系統(tǒng)，其包括: 洗滌器，用于洗滌來自氣體和/或致污物的混合物的輸入致污物，從而從所述混合物中移除所述致污物，其中所述的洗滌器包括一種或多種吸附材料，其被配置在吸附和原位再生循環(huán)中重復(fù)使用，用于通過所述的一種或多種吸附材料吸附致污物和所述一種或多種吸附材料的再生；以及 熱泵系統(tǒng)，其配置用于升高清潔氣體的溫度，從而再生所述的一種或多種吸附材料。
43.一種洗滌系統(tǒng)，其包括: 洗滌器，其用于洗滌來自氣體和/或致污物的混合物的輸入致污物，從而從所述混合物中移除所述致污物，其中所述的洗滌器包括一種或多種吸附材料，其被配置在吸附和原位再生循環(huán)中重復(fù)使用，用于通過所述的一種或多種吸附材料吸附致污物和所述一種或多種吸附材料的再生； 制冷機(jī)，或具有內(nèi)置式制冷機(jī)的集成空氣調(diào)節(jié)單元，具有在冷凝器-蒸發(fā)器回路中的制冷劑流體；以及 導(dǎo)管，其配置用于在洗滌器再生循環(huán)期間，將加熱后的制冷劑從所述的制冷機(jī)中攜帶到達(dá)所述的洗滌器從而將熱量傳遞給所述洗滌器。
44.一種用于處理在封閉空間內(nèi)的室內(nèi)空氣的方法，該方法包括: 提供洗滌器，所述洗滌器用于洗滌在所述室內(nèi)空氣中流動的氣體的混合物的輸入致污物，從而從所述氣體混合物中移除所述致污物，其中所述洗滌器包括一種或多種吸附材料，其被配置在吸附和原位再生循環(huán)中重復(fù)使用，用于通過所述的一種或多種吸附材料吸附致污物和所述一種或多種吸附材料的再生；以及 通過熱泵系統(tǒng)升高清潔氣體的溫度，所述清潔氣體配置用于再生所述一種或多種吸附材料。
45.一種用于處理在封閉空間內(nèi)的室內(nèi)空氣的方法，該方法包括: 提供洗滌器，所述洗滌器用于洗滌在所述室內(nèi)空氣中流動的氣體的混合物的輸入致污物，從而從所述氣體混合物中移除所述致污物，其中所述洗滌器包括一種或多種吸附材料，其被配置在吸附和原位再生循環(huán)中重復(fù)使用，用于通過所述的一種或多種吸附材料吸附致污物和所述一種或多種吸附材料的再生； 提供制冷機(jī)，或具有內(nèi)置式制冷機(jī)的集成空氣調(diào)節(jié)單元，具有在冷凝器-蒸發(fā)器回路中的制冷劑流體；以及 在洗滌器再生循環(huán)期間，通過導(dǎo)管將加熱后的制冷劑從所述的制冷機(jī)中攜帶到達(dá)所述的洗滌器從而將熱量傳遞給所述洗滌器。
46.一種用于洗滌來自封閉空間的室內(nèi)空氣的氣體和/或致污物的混合物的至少一部分的計算機(jī)實(shí)施方法，所述洗滌用于從所述氣體和/或致污物的混合物中至少一種氣體和/或致污物，所述方法包括: 洗滌所述室內(nèi)空氣，通過將所述室內(nèi)空氣的至少一部分流動越過由洗滌器提供的一種或多種吸附材料； 用熱泵加熱清洗氣體到達(dá)再生溫度；以及 在用于預(yù)先確定的時間周期的再生循環(huán)期間，通過將所述清潔氣體流動越過和/或通過所述一種或多種吸附材料，周期性地再生所述一種或多種吸附材料。
【文檔編號】F24F7/00GK104470618SQ201380037709
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】U·梅拉夫, I·比瑞, A·貝沙爾 申請人:恩沃德系統(tǒng)公司