对室内空气的洗涤的吸附剂的高效利用的制作方法

对室内空气的洗涤的吸附剂的高效利用的制作方法
【专利摘要】在此所揭示的内容中的某些实施方案相对应的是，举例来说，一种适用于控制洗涤器的方法，该洗涤器中包含有吸附剂。洗涤器可能被配置为在洗涤和再生之间中进行循环，洗涤是指对至少一种污染物/来自于含有污染物的气体流中的气体/被吸附剂所吸收的气体进行洗涤，再生是指对吸附剂的大部分进行再生，并借此通过再生的气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体中的大部分进行清洗。方法可能会包括使气体流流动通过洗涤器，而洗涤器中可以含有吸附剂，并且可以能够对至少一种污染物/在吸附阶段经过第一段时间周期的被吸附到吸附剂中的气体流气体中的至少大部分进行吸附。这一方法也可以包括对在再生阶段经过第二段时间周期的通过再生气体流对至少一种污染物/来自于吸附剂的气体中的至少大部分进行清洗，并且可以在这其中进行循环。
【专利说明】对室内空气的洗涤的吸附剂的高效利用
[0001] 对相关申请的参考
[0002] 本申请在此要求享有以下优先权：于2012年5月22日提交的第61/650204号美 国临时专利申请，其发明名称为"AirManagementSystemswithIntegratedVentilation andScrubbingFunctionality"；于 2012 年6 月 26 日提交的地 61/664168 号美国临时 专利申请，其发明名称为"OptimalAdsorption-RegenerationCycleforIndoorAir Scrubbing"；于2012年6月27日提交的第61/664748号美国临时专利申请，其发明名称 为"OptimalAdsorption-RegenerationCycleforIndoorAirScrubbing，';以及于 2012 年9月24日提交的第61/704796号美国临时专利申请，其发明名称为"AirManagement Systems"。上述专利申请中所揭示的内容全部及其教导全部通过引证并入本文。

【技术领域】
[0003] -般来说，在此所揭示的内容中的各种实施方案涉及的是空气管理控制系统，而 且，尤其是，涉及的是包含有以空气处理系统为基础的吸附剂的空气管理控制系统。

【背景技术】
[0004] 制暖，通风和空气-调节（"HVAC"）系统提供的是在封闭环境内的室内空气的循 环，所述封闭环境可以包括建筑物和所有类似的结构，车辆，舰船。HVAC系统的主要任务是 维持舒适的温度和湿度，以及好的室内空气的质量。为了维持好的空气质量，循环中的空 气将会被更新，或者是通过持续地与来自密闭环境之外的新鲜空气进行置换，或者是对循 环中的空气进行处理，以去除在密闭环境中很容易形成或者聚集的不需要的致污物。这些 致污物也可能是指污染物，或者其他物质。这些污染物可能会包括二氧化碳（C02)，以及易 挥发的有机污染物（V0Cs)，无机气体，例如，硫氧化物，氮氧化物，一氧化碳，氡以及其他物 质。颗粒以及微生物也可能会以非气态的污染物的形式出现，它们都会影响到室内空气的 质量，因此，应该对其进行过滤或者去除处理。由于对室内空气的置换不能提供一种让人满 足的解决方案--无论是由于强加在HVAC系统上的热负载的缘故，还是由于室外不好的控 制质量的缘故，或者是由于缺乏与外界新鲜空气相连的通道的缘故，室内空气可能要借助 吸附剂的处理来去除空气中的污染物。
[0005] 由于吸附剂可以从空气中收集到污染物，因此，吸附剂会逐渐变得饱和，并逐步丧 失其吸附活性。为了在其延长的使用周期中能够继续使用吸附剂，通常需要周期性地对使 用后的吸附剂进行清洗处理，即，众所周知的再生。再生可以是在吸附剂之上引入清洁气体 (其也可以是再生后的气体）和/或使清洁气体流动通过吸附剂。举例来说，吸附剂可以 用空气进行冲刷，或者使用一些其他的具有较高的温度和/或较低的部分压力的污染物的 气体，或者通过对吸附剂本身进行加热，从而可以去除负载在吸附剂表面上的污染物分子。 因此，吸附剂通常在吸附--解吸附"摆动循环"中使用的，在其中，吸附或者清洗的部分循 环，它们可以捕捉到某种气体，而且持续进行这样的循环，直到吸附剂达到饱和状态。在解 吸附的过程中，或者在再生循环中，吸附剂可以释放出气体，这些气体被吸收，直到它们恢 复到其初始的能力和吸附效力，此时表明，新的循环可以开始了。这种摆动循环可以至少 是，例如，温度-摆动循环，压力-摆动循环，或者是浓度-摆动的吸附循环。在某些情况下， 温度和浓度，或者温度和压力都是可以在再生过程中发生变化的。
[0006] 可再生的吸附剂的使用可以去除室内的二氧化碳（C02)和V0Cs，这取决于摆动循 环，对于空气置换来说，它是一种重要的选用方案，尤其是在外部的条件使得空气的置换成 本剧增，环境不理想或者其他不利条件出现时。然而，再生经济和性能都是关键问题，这是 由于再生代表的是停止工作，以便进行空气处理功能，而且必须要消耗能量才能使清洁的 气体流动以及释放出污染物。人们发现，最优化的经济和功能的性能会由于污染物的种类 和浓度的含量以及温度和流速的改变将变得更为复杂。


【发明内容】

[0007] 在本文所揭示的某些实施方案中，系统和方法被描述为适用于通过使用吸附剂和 温度或浓度-调整吸附循环从室内空气中去除C02和其他的污染物。
[0008] 在本文所揭示的某些实施方案中，当一种类型的污染物出现时，以及当不止一种 类型的污染物出现时，在再生过程中使流动的方向发生逆转可以提供一些优势。
[0009] 根据某些实施方案，在此提供的是一种适用于减少室内空气中所含的至少一种污 染物的程度的方法，所述室内空气来自于人类所占据的密闭环境。这一方法可能会包括提 供空气处理组件，其中包括至少一种类型的吸附剂，该吸附剂可以被配置用于捕捉至少一 种混入室内空气中的污染物，所述室内空气是从密闭环境中流出的，而且一旦被暴露在再 生空气流中时，其也可以被配置用于进行再生；使室内空气流可以从第一方向上从在吸附 剂之上流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂可以捕捉到至少大部分的来自于室内空气 流中的污染物，之后在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，空气流可以包括洗涤后 的空气流；以及使再生气体流从第二方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过， 第二方向是与第一方向相反的，以致再生气体流可以对至少大部分的吸附剂进行再生，并 对至少大部分的来自吸附剂的污染物进行清洗。
[0010] 根据某些实施方案，空气处理组件可以包括至少两种吸附剂，以致使室内空气流 可以流动通过第一吸附剂，并且在随后通过第二吸附剂，这样的结果可以导致在再生阶段 的过程中流动方向发生逆转，从第一吸附剂中清洗出来的物质不会交叉流动到第二吸附剂 上。
[0011] 根据某些实施方案，在再生阶段的过程中，污染物可能会从一种吸附剂中释放出 来，而且可能会在空气处理组件或者与之相互连接的空气导管中堆积，因此，在再生过程 中，流动方向发生逆转，释放出来的污染物实质上被防止在吸附剂的下游出现堆积，而是， 堆积实质上会出现在空气处理组件的各个部分中，其位于吸附剂的上游，空气处理组件可 能会包括输入口，以便空气可以流经吸附剂，而在上游，与吸附剂的下游相比，吸附剂的位 置更靠近输入口。
[0012] 根据某些实施方案，污染物和/或第一气体可能会选自以下物质所组成的组：二 氧化碳，易挥发的有机化合物，硫氧化物，氡，一氧化二氮和一氧化碳。吸附剂可能会包括至 少由胺类载体，活性碳，粘土，碳纤维，硅土，铝，沸石，分子筛，氧化钛，聚合物，高分子聚合 物，聚合物纤维和金属有机物框架。负载可能是至少以下物质的其中之一，硅土，碳，粘土或 者金属氧化物。吸附剂可能会包括颗粒状固体或者丸状固体。
[0013] 根据某些实施方案，在此提供的是一种计算机执行的方法，以用于减少室内空气 中所含的至少一种污染物的程度，所述室内空气是来自密闭的人类占据的环境。该方法可 能包括使室内空气在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，吸附剂是以第一方向配置 在空气处理组件中的，室内空气流中包含至少一种污染物，其来自密闭环境的内部，以致吸 附剂可以捕捉到来自室内空气的至少大部分的污染物，在吸附剂的上方流动和/或从吸附 剂中流过之后，空气流中可能会包括洗涤后的空气流，并确定吸附剂的效率的程度，在一个 循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具有的数值是l-cin/(；ut，而其中的cin是下一 段空气流中所含污染物的浓度，而cwt是回风空气流中所含污染物的浓度，而且，初始的吸 附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的吸附剂的效率，吸附剂的效率的数值会小于初 始的吸附剂的效率的数值，使再生空气流动通过空气处理组件，并且在第二方向从吸附剂 的上方流动和/或从吸附剂中流过，第二方向与第一方向是相反的，以致再生的空气流可 以对至少大部分的吸附剂进行再生，并对来自于吸附剂的至少一种污染物中的至少大部分 进行清洗，以上所述内容中的至少一项是通过处理器来进行的。
[0014] 根据某些实施方案，在此提供的是一种系统，该系统适用于减少来自于密闭的人 类占据的环境中的室内空气中所含的至少一种污染物的程度。该方法可以包括含有吸附剂 的空气处理组件，所述吸附剂可以配置用于捕捉至少一种含在室内空气流中的污染物，并 且一旦暴露在再生气体流中就可以进行再生；源控装置，其可以适用于使室内空气流在第 一方向上从吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂能够捕捉到来自于室内 空气流中的至少一种污染物中的至少大部分，并使再生空气流可以在第二方向上从吸附剂 的上方流动和/或从吸附剂中流过，第二方向与第一方向是相反的，以致再生气体流可以 对吸附剂的至少大部分进行再生，并对来自于吸附剂的污染物中的至少大部分进行清洗。
[0015] 根据某些实施方案，在此提供的是一种系统，该系统适用于减少来自于密闭的人 类占据的环境中的室内空气中所含的至少一种污染物的程度。该系统可以包括含有吸附剂 的空气处理组件，吸附剂可以配置用于捕捉至少一种含在室内空气流中的污染物，并且一 旦暴露在再生气体流中就可以进行再生，源控装置，其可以使室内空气流从第一方向上在 吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，和/或使再生空气流可以在第二方向上从吸附 剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，第二方向与第一方向是相反的；至少一个处理器；非 易失性的机器可读介质，其中储存有指令，当由处理器执行时，就可以完成所述方法，其可 能会包括使室内空气从第一方向在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂 能够捕捉到来自于室内空气流中的污染物中的至少大部分；并确定吸附剂的效率的程度， 在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具有的数值是l-Cin/(；ut，而其中的cin 是下一段空气流中所含污染物的浓度，而c;ut是回风空气流中所含污染物的浓度，而且，初 始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的吸附剂的效率，而且，初始的吸附剂的 效率的数值是指在吸附阶段开始时的吸附剂的效率，吸附剂的效率的数值会小于初始的吸 附剂的效率的数值，使再生空气流在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过得以执行。
[0016] 在某些实施方案中，方法可以对含有吸附剂的洗涤器进行控制，洗涤器可以被配 置用于在洗涤和再生之间进行循环，洗涤是指对至少一种污染物和/或来自于气体源的含 有至少一种污染物的第一气体和/或被吸附到吸附剂中的第一气体进行洗涤，而再生是指 对吸附剂中的至少大部分进行再生，从而可以通过再生空气流来对至少一种污染物和/或 是来自吸附剂的第一气体中的至少大部分进行清洗。方法可能会包括使气体流通过洗涤 器，洗涤器中包含吸附剂，可以吸附至少一种污染物和/或来自气体流的在吸附阶段中经 过第一时间周期的流动到吸附剂上第一气体中的至少大部分，用再生气体流对至少一种污 染物中的一部分进行清洗和/或对在再生阶段中经过第二时间周期的来自吸附剂的第一 气体进行清洗，并且可以在吸附阶段和再生阶段之间进行循环。该方法也可以包括限制至 少以下内容的其中之一：第一时间周期到时间周期的过程所需的时间少于吸附剂吸附大部 分的污染物/气体所需的时间与吸附剂可以完成整个吸附阶段所需的时间，而第二时间周 期到时间周期的过程所需的时间少于完成完整的对吸附剂进行再生所需的时间。
[0017] 根据某些实施方案，在此提供的是一种方法，该方法适用于减少来自于密闭的，人 类占据的环境中的室内空气中所含的至少一种污染物的程度。该方法可以包括提供含有吸 附剂的空气处理组件，吸附剂可以配置用于捕捉至少一种含在来自于密闭环境的室内空气 流中的污染物，并且一旦暴露在再生气体流中就可以进行再生，使室内空气流从第一方向 在吸附剂上方流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂可以捕捉到来自于室内空气流中的 至少一种污染物中的至少大部分，室内空气流从吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过 可以包括吸附阶段；而且使再生气体流从第二方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂 中流过，第二方向与第一方向是相反的，以致再生空气流可以对至少大部分的吸附剂进行 再生，并对来自于吸附剂的至少一种污染物中的至少大部分进行清洗，使再生气体流在第 二方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过可以包括再生阶段，在吸附阶段和再 生阶段之间进行循环，一个循环过程可以包括一个跟随再生阶段的吸附阶段，一个循环周 期可以包括一个循环过程的总时间；从吸附剂中清洗出来的至少一种污染物是由再生气体 流带走的，而一个完整的再生阶段可以包括这样一个时间周期，即该时间周期适合于实质 上去除在再生阶段的过程中来自于吸附剂的至少一种污染物中的全部所需的时间，而一个 完整的吸附阶段可以包括这样一个时间周期，即该时间周期适用于实质上在吸附过程中使 全部吸附剂发生饱和所需的时间；并且对至少以下内容的其中之一进行限制：第一时间周 期的过程到时间周期所需的时间要少于完整的吸附阶段所需的时间，和第二时间周期的过 程到时间周期所需的时间要少于完整的再生阶段所需的时间。
[0018] 根据某些实施方案，在使再生气体流发生流动之前，该方法可能会包括进一步确 定吸附剂的效率的程度，在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具有的数值是 l-cin/(；ut，而其中的Cin是下一段空气流中所含污染物的浓度，而(；ut是回风空气流中所含 污染物的浓度，而且，初始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的吸附剂的效率， 吸附剂的效率的数值会小于初始的吸附剂的效率的数值，因此，可以使再生气体流可以在 吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过。
[0019] 根据某些实施方案，吸附剂的效率数值至少小于初始的吸附剂的效率的数值的大 约20%。根据某些实施方案，吸附剂的效率数值至少小于初始的吸附剂的效率的数值的大 约30%。根据某些实施方案，吸附剂的效率数值至少小于初始的吸附剂的效率的数值的大 约50%。根据某些实施方案，吸附剂的效率数值至少小于初始的吸附剂的效率的数值的大 约 80%。
[0020] 在此所揭示的内容中的某些实施方案中，最优的系统经济性的关键在于，当吸附 和解吸附的比率衰减时，在再生阶段和吸附阶段完成之前就终止它们。详细的分析显示出 如何识别和设定最优点，在该最优点处，开关从再生转换为吸附，反之亦然。
[0021] 根据某些实施方案，在此提供的是一种方法，该方法适用于对含有吸附剂的洗涤 器进行控制，洗涤器可以被配置为在洗涤和再生之间进行循环，洗涤是指对至少一种污染 物和/或来自于气体源的含有至少一种污染物的第一气体和/或被吸附到吸附剂中的第一 气体进行洗涤，并且对吸附剂中的至少大部分进行再生，从而可以用再生空气流对至少一 种污染物的至少大部分进行清洗和/或是来自吸附剂的第一气体进行清洗。方法可能会包 括使气体流通过洗涤器，洗涤器中包含吸附剂；可以吸附至少一种污染物中的至少大部分 和/或在吸附阶段中经过第一时间周期的在吸附剂上流动的来自于气体流的第一气体；对 至少一种污染物中的一部分进行清洗和/或用再生气体流对在再生阶段中经过第二时间 周期的来自吸附剂的气体进行清洗，并且可以在吸附阶段和再生阶段之间进行循环。一个 循环过程可以包括至少一个跟随再生阶段的吸附阶段，一个循环周期可以包括一个循环过 程所需的总时间。从吸附剂中清洗出来的污染物和/或第一气体是由再生气体流带走的。 而一个完整的再生阶段可以包括这样一个时间周期，即该时间周期适合于实质上去除在再 生阶段的过程中来自于吸附剂的至少一种污染物和/或第一气体中的全部所需的时间，而 一个完整的吸附阶段可以包括这样一个时间周期，即该时间周期适用于实质上在吸附过程 中使全部吸附剂发生饱和所需的时间。方法可能会包括对至少以下内容的其中之一进行限 制：第一时间周期的过程到时间周期所需的时间要少于完整的吸附阶段所需的时间，和/ 或第二时间周期的过程到时间周期所需的时间要少于完整的再生阶段所需的时间。
[0022] 根据某些实施方案，第一时间周期可能会包括大约95%的完整的吸附阶段。根据 某些实施方案，第一时间周期可能会包括大约90%的完整的吸附阶段。根据某些实施方案， 第一时间周期可能会包括大约80%的完整的吸附阶段。根据某些实施方案，第一时间周期 可能会包括大约50%的完整的吸附阶段。根据某些实施方案，第一时间周期可能会包括大 约20%的完整的吸附阶段。根据某些实施方案，第一时间周期可能会包括大约20%到95% 的完整的吸附阶段。
[0023] 根据某些实施方案，第二时间周期可能会包括大约95%的完整的再生阶段。根据 某些实施方案，第二时间周期可能会包括大约90%的完整的再生阶段。根据某些实施方案， 第二时间周期可能会包括大约80%的完整的再生阶段。根据某些实施方案，第二时间周期 可能会包括大约50%的完整的再生阶段。根据某些实施方案，第二时间周期可能会包括大 约20%的完整的再生阶段。根据某些实施方案，第二时间周期可能会包括大约20%到95% 的完整的再生阶段。
[0024] 根据某些实施方案，一旦吸附剂的再生比率R(tJ介于大致等于和预先确定的数 值小于完整的再生阶段的生产率P之间，再生阶段就可能会终止，其中生产率P=C/T，而 且C等于在一个循环周期中由吸附剂从气体源中吸收的污染物和/或第一气体的数量，和 T是一个循环周期的时间。
[0025] 根据某些实施方案，一旦吸附剂的再生比率R(tJ介于大致等于和两倍于完整的 再生阶段的生产率P之间，再生阶段就可能会终止，其中生产率P=C/T，而且C等于在一个 循环周期中由吸附剂从气体源中吸收的污染物和/或第一气体的数量，和T是一个循环周 期的时间。
[0026] 根据某些实施方案，污染物和/或第一气体可能选自由以下物质组成的组：二氧 化碳，易挥发的有机化合物，硫氧化物，氡，一氧化二氮和一氧化碳。吸附剂可能会包括至少 以下物质的其中之一：胺类载体，活性碳，粘土，碳纤维，硅土，铝，沸石，分子筛，氧化钛，聚 合物，高分子聚合物，聚合物纤维和金属有机物框架。载体可能至少是硅石，碳，粘土后者金 属氧化物的其中之一。吸附剂可能会包括颗粒状的固体或者丸状的固体。气体源可能会包 括来自密闭环境内的空气，来自室外的空气，废气，或者相对于实质上未经污染的空气而言 的具有高浓度的二氧化碳或者有机化合物的氮气。
[0027] 根据某些事实方案，一个循环过程可能会进一步包括至少以下内容的其中之一： (i)在再生阶段之前的第一转换阶段，和（ii)在再生阶段之后的第二转换阶段。第二转换 阶段可能会包括一段时间周期，从而可以将吸附剂控制在一定的温度，以便在吸附阶段的 过程中可以吸附污染物和/或第一气体。第一转换阶段可能会包括一段时间周期，从而可 以将吸附剂控制在一定的温度，以便可以在再生阶段的过程中从吸附剂中释放出至少污染 物和/或第一气体的其中之一。
[0028] 根据某些实施方案，在使再生气体流发生流动之前，所述方法可能会进一步包括 确定吸附剂效率的程度，在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具有的数值是 l-Cin/(；ut，而其中的Cin是下一段空气流中所含污染物的浓度，而(；ut是回风空气流中所含 污染物的浓度，而且，初始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的吸附剂的效率， 而且，初始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的吸附剂的效率。吸附剂的效率 的数值会小于初始的吸附剂的效率的数值，因此，可以使再生气体流可以在吸附剂的上方 流动和/或从吸附剂中流过得以执行。
[0029] 根据某些实施方案，在此提供的是一种适用于控制洗涤器的系统，该系统可能会 包括含有吸附剂的洗涤器，洗涤器可以被配置为在洗涤和清洗之间进行循环，洗涤是指对 至少一种污染物和/或来自于气体源的含有至少一种污染物的第一气体和/或被吸附到吸 附剂中的第一气体进行洗涤，清洗是指用再生气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附 剂的第一气体进行清洗；适用于使气体流通过洗涤器和在吸附剂的上方流动和/或从吸附 剂中流过的装置，在此，在吸附阶段中经过第一时间周期，吸附剂可以吸附至少一种污染物 和/或来自气体源的第一气体；适用于使再生气体在吸附剂的上方流动以便在再生阶段的 过程中经过第二时间周期，的用再生气体流对来自于吸附剂的一部分污染物和/或第一气 体进行清洗的装置，和适用于在吸附阶段和再生阶段之间进行循环的装置。一个循环过程 可以包括一个跟随再生阶段的吸附阶段。一个循环周期可能会包括在一个循环过程中所需 要的总时间。从吸附剂中清洗出来的污染物和/或第一气体可能会被再生气体流带走。一 个完整的再生阶段可能会包括这样一个时间周期，即该时间周期适用于实质上去除在再生 阶段的过程中来自于吸附剂的全部污染物和/或第一气体。一个完整的吸附阶段可能会包 括这样一个时间周期，即该时间周期适用于实质上使得在吸附阶段的过程中全部的吸附剂 发生饱和。以下内容的至少其中之一的周期可能会受到限制：第一时间周期到时间周期的 过程所需的时间小于完整的吸附阶段所需的时间，和第二时间周期到时间周期的过程所需 的时间小于完整的再生阶段所需的时间。
[0030] 根据某些实施方案，适用于进行循环的装置可能会包括处理器和非易失性的机器 可读介质，其用于存储指令（举例来说），具有计算机指令/编码，可以在其中进行操作，从 而对吸附阶段和再生阶段之前的循环进行控制。
[0031] 根据某些实施方案，在此提供的是一种计算机执行的方法，该方法适用于对含有 吸附剂的洗涤器进行控制，洗涤器可以被配置为在洗涤和清洗之间进行循环，洗涤是指对 至少一种污染物和/或来自于气体源的含有至少一种污染物的第一气体和/或被吸附到 吸附剂中的第一气体进行洗涤，清洗是指用再生气体流对至少一种污染物和/或来自于吸 附剂的第一气体进行清洗，该方法包括：使气体流流动通过洗涤器，洗涤器包括或者含有吸 附剂；吸附至少一种污染物和/或来自于在吸附阶段经过第一时间周期的过程中在吸附剂 的上方流动的气体流的第一气体，用再生气体流对至少一种污染物和/或第一气体进行清 洗，第一气体是来自于吸附剂的在再生阶段经过第二时间周期的过程获得的，并在吸附阶 段和再生阶段之间进行循环。一个循环过程可以包括一个跟随一个再生阶段的吸附阶段。 一个循环周期可能会包括在一个循环过程中所需要的总时间。从吸附剂中清洗出来的至少 一种污染物和/或第一气体可能会被再生气体流带走。一个完整的再生阶段可能会包括这 样一个时间周期，即该时间周期适用于实质上去除在再生阶段的过程中来自于吸附剂的全 部污染物和/或第一气体。一个完整的吸附阶段可能会包括这样一个时间周期，即该时间 周期适用于实质上使得在吸附阶段的过程中全部的吸附剂发生饱和。方法可能会对以下内 容的至少其中之一进行限制：第一时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的吸附 阶段所需的时间，和第二时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的再生阶段所需 的时间，然而至少上述内容的其中之一是通过至少一个处理器来执行的。
[0032] 根据某些实施方案，在此提供的是一种适用于控制含有吸附剂的洗涤器的系统， 洗涤器可以被配置为在洗涤和清洗之间进行循环，洗涤是指对至少一种污染物和/或来自 于气体源的含有至少一种污染物的第一气体和/或被吸附到吸附剂中的第一气体进行洗 涤，清洗是指用再生气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体进行清洗。 该系统可能会包括：至少一个处理器和非易失性的机器可读介质，其用于储存指令，当通过 至少一个处理器来执行时，对方法的执行可能会包括：使气体流在吸附剂的上方流动和/ 或通过吸附剂，吸附剂可以吸附至少大部分的污染物和/或在吸附阶段经过第一时间周期 的过程中在吸附剂的上方流动的气体流的第一气体；用再生气体流对一部分污染物和/或 第一气体进行清洗，第一气体是在再生阶段的第二时间周期的过程中来自于吸附剂的，并 在吸附阶段和再生阶段之间进行循环。一个循环过程可以包括一个跟随一个再生阶段的吸 附阶段。一个循环周期可能会包括在一个循环过程中所需要的总时间。从吸附剂中清洗出 来的至少一种污染物和/或第一气体可能会被再生气体流带走。一个完整的再生阶段可能 会包括这样一个时间周期，即该时间周期适用于实质上去除在再生阶段的过程中来自于吸 附剂的全部污染物和/或第一气体。一个完整的吸附阶段可能会包括这样一个时间周期， 即该时间周期适用于实质上使得在吸附阶段的过程中全部的吸附剂发生饱和。方法可能会 对以下内容的至少其中之一进行限制：第一时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完 整的吸附阶段所需的时间，和第二时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的再生 阶段所需的时间。

【专利附图】

【附图说明】
[0033] 根据在此所揭示的内容中某些实施方案的系统、装置和方法的原理和操作可以通 过参考以下附图和对应的描述而获得更好的理解。这些附图仅仅是出于解释说明的目的， 而不应被理解为限制。
[0034] 附图1A-1C都是根据在此所揭示的内容中的某些实施方案的空气管理控制系统 的示意性流程图；
[0035] 附图2A和2B都是根据在此所揭示的内容中的某些实施方案的空气管理控制系统 的示意性流程图；
[0036] 附图3是根据在此所揭示的内容中的某些实施方案的空气处理组件的示意性流 程图；以及
[0037] 附图4是根据在此所揭示的内容中的某些实施方案的吸附-解吸附循环的曲线 图。

【具体实施方式】
[0038] 从室内空气中去除二氧化碳（C02)和易挥发的有机污染物（V0Cs)，或者降低来自 密闭环境的室内空气中所含的污染物或者气体中的至少一种的浓度，都是为改进密闭环境 中的室内空气的质量和降低能量铺平了道路。在某些实施方案中，吸附剂，例如，固体的吸 附剂，通常被用于吸附不需要的污染物，这些污染物包括室内的气体和水蒸气，即，密闭环 境中的室内空气流中所产生的污染物。本领域内众所周知的是，适用于吸收C02的吸附剂， 而且包括，但不限于，胺类，胺的载体，以及尘土，分子筛，沸石类，各种形式的柜式和矾土， 各种形式的碳，活性炭，碳纤维，氧化钛，高分子聚合物，聚合纤维和金属有机物的结构。
[0039] 适用于吸收V0Cs的吸附剂可以包括，例如，分子筛，活性炭，沸石类，碳纤维和碳粒 子。在某些实施方案中，可以使用不止一种类型的吸附剂。
[0040] 在某些实施方案中，吸附剂中的第一层或者基底层适用于捕捉co2，而吸附剂的第 二层适用于捕捉vocs，其位于第一层的下游，相对于下一段室内空气的流动方向。在某些 实施方案中，第一层可以包含适用于捕捉的co2的胺的载体，而第二层可以包括适用于捕捉 v〇cs的碳吸附剂。
[0041] 附图1A-1C都是空气管理控制系统100的示意性流程图，其中包括洗涤器，该洗涤 器是指一种空气处理组件102。空气管理控制系统100可以包括空气循环系统，例如，中央 HVAC系统108,以适用于对密闭环境110中的室内空气进行管理控制和使之发生循环。 [0042]密闭环境110可能会包括办公楼，商业楼，银行，住宅楼，房屋，学校，工厂，医院， 仓库，购物中心，室内娱乐场所，存储设备，图书馆，车辆，航空器，船只，公车，剧院，部分和/ 或全部密闭的表演场所，教育机构，实验室和/或其他部分和/或全部密闭的结构和/或设 施，上述空间或者设施时常被设备，原料，居住的占有者（例如，人类，动物，合成的有机物 等等），和/或它们的结合所占据。
[0043]在附图1A-1C所示的HVAC系统108可能会包括空气处理单元114,其与密闭环境 110是流体连通的。空气处理单元114可以给密闭环境110中的各个部分提供空气循环，这 是借助附图1A-1C中所示的导管116或者管道来实现的。空气处理单元114可能会包括任 何一种适当的配置结构，只要这样的配置结构能够调节流经其中的空气流的温度和湿度即 可。从空气处理单元114中排出的受到调节的空气可以作为送风118来提供到密闭的环境 110中。回风120,是指来自密闭环境110中的室内空气120可以通过管道122或者送气系 统或者任何其他适当的装置从密闭的环境110中排出。
[0044] 在某些实施方案中，回风120中的一部分可以作为排气直接排出，或者通过管道 126排出。在外部，新鲜的空气130可以通过管道132来引入到空气处理单元114中。
[0045] 空气处理组件102可以放置在密闭环境中相对于空气管理控制系统100的任何一 个适当的位置上，而且还可以被配置用于接收至少一部分的室内空气。在某些实施方案中， 正如在附图1A中所示，空气处理组件102被放置在平行于空气处理单元114的位置上。回 风120中的一部分可能会流动到空气处理组件102中，之后会流入到空气处理单元114中， 而回风的其余部分可能会直接流动到空气处理单元114中和/或可能会通过管道126作为 排气124排出。
[0046] 在某些实施方案中，正如在附图1B中所示，空气处理组件102被串联布置在空气 处理单元114中，或者位于空气处理单元114的上游或者位于其下游。回风120中的一部 分可能会流入到空气处理组件102中，并在之后流入到空气处理单元114中，而其他的部分 会作为排气124通过管道126排出。
[0047] 在某些实施方案中，正如在附图1C中所示，空气处理组件102不是直接与空气处 理单元114流体连通的，而且其可以被放置在密闭环境110中。循环中的室内空气120中 的一部分可能会流入到空气处理组件102中，并从此流出并进入密闭环境110中。
[0048] 附图2A和附图2B都是空气管理控制系统200的示意性流程图，该系统可以包括 空气处理组件102。空气管理控制系统200可能会包括分布式的空气循环系统208,其包括 一个或者更多的冷暖气送风机组210,这些机组适用于对密闭环境110中的室内空气进行 管理和使其发生循环。
[0049] 在某些实施方案中，正如在附图2A和附图2B中所示，密闭环境110可以包括数量 众多的房间220。冷暖气送风机组210可以被放置在一个或者更多的房间220中。空气处 理组件102可以被放置在一个或者更多的房间220中。回风120中的至少一部分，包括来 自房间220的室内空气，都可能会流入到空气处理组件102中，而且空气中的各个来源都可 能会流入都冷暖风送风机组210中和/或从房间220中排出。
[0050] 空气处理组件102可以被放置在任何一个适当的位置上。在某些实施方案中，正 如附图2A中所示，从空气处理组件102中流出来的洗涤后的空气可能会通过管道222直接 流入到冷暖风送风机组210中。
[0051] 在某些实施方案中，正如在附图2B中所示，空气处理组件102不是直接与冷暖风 送风机组210流体连通的。室内空气120中的至少一部分可能会流入到空气处理组件102 中，而其中的另外一部分可能会流入到冷暖风送风机组210中。
[0052] 根据某些实施方案，正如附图3所示，可以提供空气处理组件102来降低在引入的 空气中所不需要的物质或者污染物的浓度。空气处理组件102可以包括一种或多种吸附剂 的基底或者层，以便适用于吸附一种或更多类型的污染物。举例来说，第一吸附剂230可以 用于捕捉气体污染物，例如，C02，而第二吸附剂234可以用于捕捉其他的气体污染物，例如， V0Cs。空气处理组件的实施例在美国第8157892号申请中有所揭示，其教导通过引证全部 并入本文。
[0053]C02的吸附剂230可以包括胺类载体，例如，在PCT申请中的第PCT/US12/38343 中有所揭示，其全部教导通过引证并入本文。
[0054] 在附图3的实施例中，第一吸附剂230可以是由包含有吸附剂的颗粒236的吸附 剂基底形成的。吸附剂的颗粒236可以包括胺类载体，或者任何适当形式的其他类型的吸 附剂原料，例如，颗粒状或者丸状的固体。第二吸附剂234可以是由层238形成的，该层包 括碳布或者任何一种适当的原料。
[0055] 在洗涤的过程中，空气处理组件102可以在一个包含有吸附阶段和再生阶段的循 环中进行操作。在吸附阶段，污染物可以是，例如，〇) 2和￥0(；，它们首先被捕捉到并被吸附 剂所吸附，正如上文中所描述的那样，吸附阶段可能会包括一种或多种吸附剂，例如，吸附 剂230和吸附剂234。在吸附阶段中，在上述污染物被捕捉之后，吸附剂可能会在再生阶段 中进行再生，这是通过促使其中的污染物释放来完成的。
[0056] 再生可以通过任何一种适当的方式来进行。例如，再生可以通过将吸附剂暴露 (例如，冲洗）在清洗后的气体中，以便对其中的至少一部分污染物进行清洗和释放。
[0057] 在某些实施方案中，清洗气体可以包括室外空气240。室外空气240可以在进入到 空气处理组件102之前通过任何一种适当的方法进行加热，正如下文中将要详细描述的那 样。
[0058] 附图1A到附图3中所示的是来自密闭环境110的下一段被污染的室内空气120， 该空气在第一方向上通过孔口或者第一入口 124流入到空气处理组件102中，这是可以通 过入口节气闸248或者任何一种适当的装置来进行控制的。洗涤后的空气可以通过相对面 向孔口或者第二出口 250从空气处理组件102排出，这是可以通过出口 254或者任何一种 适当的装置来进行控制的。下一段是指上游，而上一段是指下游。
[0059] 在再生阶段的过程中，室外空气240,正如虚线所示，可能会通过输入口 260流入 到空气处理组件102中，其可以通过入口节气闸264进行控制。室外空气240可以通过输 出口 268从空气处理组件102中流出，其可以通过出口节气闸270进行控制。入口节气闸 264和出口节气闸270在再生阶段的过程中可以是开启的，而入口节气闸248和出口节气闸 254通常是关闭的。
[0060] 在吸附阶段的过程中，入口节气闸264和出口节气闸270都是关闭的，而入口节气 闸248和出口节气闸250通常是开启的。
[0061] 在某些实施方案中，室外空气240可能会流入到加热辅件280中，其用于对将要流 入到空气处理组件102中的室外空气240进行加热。对室外空气240进行加热可以通过任 何一种适当的方式来执行，例如，通过放置在加热辅件280中的电热线圈。其他的适用于加 热室外空气240的方法可以包括：水线圈，其使用的是来自各个来源的热水；直接或者间接 的太阳能的热量；使用气体或者其他燃料的熔炉；热泵；或者任何一种适当的热源。室外空 气240可以从周围环境温度加热到任何适当的温度，典型的是在大约30°C-120°C之间的范 围内。可以选择的是，室外空气240可以被加热到低于80°C的温度。可以选择的是，室外空 气240可以被加热到低于50°C的温度。可以选择的是，室外空气240可以以环境温度进入 到空气处理组件102中，而无需在之前进行加热。
[0062] 值得注意的是，加热辅件280可以被放置在任何一个适当的位置上。举例来说，力口 热辅件280可以被放置在靠近空气处理组件102中，或者在某一距离上定位以便加热，室外 空气240可以是从加热辅件280能够过导管（没有显示）流入到空气处理组件102中的。
[0063] 根据实施方案，正如在附图1A到附图3所示，室外空气240,在再生阶段可能会在 第二方向上流动，在吸附阶段中，该方向与室内空气的流动方向（即，第一方向）相反。
[0064] 为了在再生阶段中，空气流能够在相反方向上流动，空气处理组件102可以被配 置具有适当的风扇290或者多个风扇，它们或者将室外空气240推送到位于输入口 260附 件的空气处理组件102中，或者将室外空气240从输出口 268中排出，正如附图1A-3所示。 风扇290可以是空气处理组件102中的一部分，或者可以合并到空气加热辅件280中，或者 可以在附图1A-1C中的空气管理控制铜100中或者在附图2A-2B中的空气管理控制系统 200中的任何一个适当位置上定位。
[0065] 空气处理组件102可以包括额外的风扇，例如，风扇292,举例来说，推动回风120 通过空气处理组件102或者从其中排出。
[0066] 在再生阶段中空气流动的方向的其他实施方案是与返回的空气流动的方向是相 同的。
[0067] 在再生阶段的过程中，相反的空气流动方向可以提供某种优势，其可以结合附图3 和其中的小图中得到最好的理解。在吸附阶段中，污染物负载的空气首先遇到的是吸附剂 的基底的表面300的上游部分，而且当空气提前通过基底并远离表面300时，空气会逐步被 C〇2或者其他的污染物所消耗。在这一表面300附近的吸附材料接收到最为污染的空气，因 此，结果就是，典型的情况是，与在吸附剂的基底的下游一侧的相对表面308相比，在吸附 剂的基底的上游一侧所捕捉的污染物304的量是较高的。在再生阶段，如果返回的空气流 动是在相同的方向上流动的话，上游所负载的污染物在其流出时被迫流动通过整个基底， 并穿过随后的吸附剂层（例如，层238)，如果它们是这样流动的话。这将增大一种可能性， 即这些清洗后的污染物中的大部分将会被再次捕捉到。如果流动是反向的话，污染物中的 最大浓度就会被反向去除，并远离上游部分，而不会穿过基底。相同的动态过程同样会适用 于捕捉尘土 310颗粒。
[0068] 当配置有双层的吸附剂的系统时，以上的考虑也是非常有意义的，例如，第二吸附 剂234,即，V0C的吸附剂层238,其位于第一吸附剂230的下游，例如，C02的吸附剂。这是 由于在再生阶段中，C02的吸附剂可能会释放出V0Cs和颗粒或者蒸汽314。举例来说，在高 温再生的过程中，以C02为基础的胺类负载可能会释放出相同的胺蒸汽314。这些蒸汽314 优选的是直接耗尽，而且不会被迫流动通过V0C的吸附剂，在此，蒸汽会被捕捉，因此，承载 和含有V0C的吸附剂234不用流动进行清洗和再生。在再生阶段中，通过反置流动方向的 方法，清洁的空气会首先流经V0C吸附剂234,之后通过C02的吸附剂230,以致任何易挥发 的胺类都被从V0C的吸附剂234中带走，而不是从其中通过。
[0069] 更进一步说，颗粒状的吸附剂236可能会释放出它们自身的尘土粒子310,而且， 其会优先耗尽这些粒子，而无需通过空气处理组件102,该空气处理组件位于尘土过滤器 320或者碳布238的下游，在此尘土颗粒310可能会堆积并阻碍空气流动。
[0070] 在再生阶段的过程中的，反向的空气流动在任何一种空气处理组件中都可能是非 常重要的，所述的空气处理组件包括或者包含单一的数量众多的吸附剂，这些吸附剂被配 置用于吸附来自下一段空气中的任何一种污染物。
[0071] 在某些实施方案中，污染物可能是在再生阶段中从吸附剂中释放出来的，而且可 能会在空气处理组件102中累积，或者在与空气处理组件相连接的空气导管中累积，或者 是在空气处理组件102的各个部分中累积。由于再生阶段中气流的反向流动的结果，释放 出来的污染物可能会实质上被防止在吸附剂的下游发生堆积，而实际上在空气处理组件的 各个部分中堆积，该空气处理组件位于吸附剂的上游。吸附剂的上游也可以限定为在更为 靠近入口 244的位置，这是与吸附剂的下游相比较而言的。
[0072] 值得注意的是，参考附图1A-3,除了节气闸之外的任何其他适当的装置，例如，阀 门，风扇或者百叶窗，都可以用于控制流入空气处理组件102和/或从其中流出的空气的流 量，或者控制下一段空气（气源）流经空气处理组件102的流动。除此之外，吹风机或者其 他任何一种适用于促使空气流动的适当的装置都是可以替换使用的，或者除了空气处理组 件102中的风扇之外。
[0073] 在参考附图1A-3时更为值得注意的是，可以提供任何一种适当的源控装置，例 如，节气闸，风扇（正如在附图3中所示），阀门和/或百叶窗和风道的入口和出口（正如 附图1A-3所示）和/或管道。源控装置可以被用于控制室内空气以第一方向在吸附剂上 流动和/或穿过吸附剂，以致吸附剂能够捕捉至少一部分污染物，或者来自室内空气流动 的第一气体。源控装置可以被进一步适用于控制再生的空气以第二方向在吸附剂上流动和 /或穿过吸附剂，第二方向与第一方向是相反的，以致再生空气的流动会对至少大部分的吸 附剂产生再生作用，并清洗来自吸附剂的至少大部分污染物。
[0074] 在某些实施方案中，附图1A-1C中的空气管理控制系统100,或者附图2A-2C中的 空气管理控制系统200都可能会包括风扇，和节气闸或者任何其他的适用于使其中的空气 发生循环的适当的装置。
[0075]优化循环长度和再生时间
[0076]由于需要用有限数量的吸附剂来在延长的时间内处理大量的空气，优势在于通常 要继续再次使用相同的吸附剂，这是通过借助温度的摆动循环或者浓度的摆动循环或者某 些结合方案来实现的。由于大量累积的体积，但原则上承载到最大量的其他气体和蒸汽，在 C02的情况下，这尤其成为重要的问题。一般来说，这意味着，吸附剂在每一个循环中都经历 了若干阶段。在吸附阶段，吸附剂选择性地捕捉和去除来自空气流的某些气体，并且在再生 阶段，其会释放出捕捉到的气体，可以推测的是，清洗气体被排出。在再生阶段中，一个或者 两个以下条件会得到满足，（a)与在吸附阶段相比，吸附剂的温度更高和/或（b)下一段清 洗气体具有释放出来的污染物的较低的部分压力。
[0077] 由于吸附阶段的进程，吸附剂中的C02(或者其他的污染物）逐渐变得饱和，因此， 其吸附能力开始减弱，甚至完全停止吸附。这种过渡可以是渐进的过程或者是非常急速的 过程，这取决于参数的数量，所述参数包括流动速度，温度，吸附剂的基底厚度，以及当然还 包括吸附剂的化学和结构特性。
[0078] 在再生阶段的过程中，吸附剂是被清洗的。被吸附气体的所释放出来的数量最初 是高值，而其后会逐渐减少，这是由于吸附剂被捕捉到的气体消耗的缘故。当释放出来的气 体的数量逐渐减少时，再生时间的中大部分已经被消耗在抽取大量的污染物中的少量的残 余物上。
[0079] 在某些实施方案中，在循环过程中，可能会对室内空气继续进行洗涤。对吸附剂进 行再生所消耗的时间就是，当吸附剂是"脱线"和不能被利用时的时间。再生所消耗的时间 可能会保持为尽可能短。
[0080] 根据在此所揭示的内容中的某些实施方案，在此所提供的吸附一再生循环设计 为不完整的，有限的或者被中断的。其中的阶段是在吸附剂饱和之前在吸附与再生之间转 换，而在所有的污染物被释放之前，再生过程可能会被很好地终止。完成以上内容是为了获 得最为经济的室内空气的洗涤。
[0081]在一些实施方案中，空气处理组件102或者洗涤器可以被配置为在至少一种污染 物和/或气体之间的洗涤过程中进行循环，所述污染物和/或气体是来自于带有污染物的 气体源，而且对至少大部分的吸附剂进行再生。吸附-再生循环可能会包括吸附阶段，该阶 段可以是跟随在再生阶段之后的。
[0082]一种完整的吸附阶段可能会包括第一时间周期，在吸附阶段的过程中，在吸附剂 流和温度条件被利用的情况下，该时间周期适用于实质上使吸附剂产生饱。同样地，一种完 整的再生阶段可能会包括第二时间周期，在再生阶段，在清洗流和温度条件被利用的情况 下，该时间周期适用于实质上去除全部可以被去除的污染物和/或来自于吸附剂的第一气 体。
[0083]根据在此所揭示的内容中的某些实施方案，第二时间周期可能会被限制在一定的 时间范围内，该时间段小于完整的再生阶段的时间。除此之外或者可以替换的是，第一时间 周期的时间段可能限制在一段时间范围之内，该时间段小于完整的吸附阶段的时间。
[0084]在某些实施方案中，吸附_再生循环可能会包括一个吸附阶段，其后可以选择第 一转换时间周期，该时间周期之后可以是再生阶段。再生阶段之后可以选择第二转换时间 周期。
[0085]在某些实施方案中，在第一转换时间周期的过程中，吸附剂可以被加热，或者可以 维持在相同的温度下。在某些实施方案中，在第一转换时间周期的过程中，吸附剂可以被冷 却降温。可以方便地获得冷却降温，这是通过使未经加热的空气在这一时间周期内流动经 过吸收剂而实现的。
[0086] 根据某些实施方案，第一转换时间周期可以包括这样一段时间，即，升高吸附剂的 温度的时间，以便释放出在再生阶段中的吸附剂中的污染物。第二转换时间周期可以包括 这样一段时间，即，升高吸附剂的温度的时间，以便吸附在吸附阶段中的污染物。
[0087]在非限制性的实施例中，第一时间周期可以包括大约95%的完整的吸附阶段。在 某些实施方案中，第一时间周期可以包括大约90%的完整的吸附阶段。在某些实施方案中， 第一时间周期可能包括大约80%的完整的吸附阶段。在某些实施方案中，第一时间周期可 能包括大约50%的完整的吸附阶段。在某些实施方案中，第一时间周期可能包括大约20% 的完整的吸附阶段。在某些实施方案中，第一时间周期可能包括大约20% -95%的完整的 吸附阶段。
[0088]在非限制性的实施例中，第二时间周期可以包括大约95%的完整的再生阶段。在 某些实施方案中，第二时间周期可以包括大约90%的完整的再生阶段。在某些实施方案中， 第二时间周期可能包括大约80%的完整的再生阶段。在某些实施方案中，第二时间周期可 能包括大约50%的完整的再生阶段。在某些实施方案中，第二时间周期可能包括大约20% 的完整的再生阶段。在某些实施方案中，第二时间周期可能包括大约20% -95%的完整的 再生阶段。
[0089]确定适用于再生阶段和/或吸附阶段的有限时间周期可以通过任何一种适当的 方式来进行，例如，通过各种实验所获得的经验。
[0090] 在某些实施方案中，确定有限时间周期可以通过计算机来进行，计算机包括处理 器和非易失性的机器可读的介质（举例说明）。
[0091] 在某些实施方案中，对吸附和再生阶段之间的循环的控制是通过计算机来进行 的，该计算机包括处理器和非易失性的机器可读的介质，带有计算机指令操作的储存指令 (举例说明）。
[0092] 在某些实施方案中，对循环的长度和再生的时间的最优化可以通过系统来进行， 该系统适用于控制空气处理组件102 (其可以是指洗涤器）。空气处理组件102中包含吸 附剂，该吸附剂可被配置为在洗涤来自下一段空气中的气流中的污染物和/或气体，和/或 被吸附剂所吸收的气体之间进行循环，并且对污染物和/或来自吸附剂的第一气体进行清 洗，这是通过再生气体流实现的。空气处理组件102中可能会包括适用于使气体流能够流 经空气处理组件102并在吸附剂上流动和/或从吸附剂中流过的装置，此时吸附剂可以吸 收污染物和/或气体，其来自于在第一时间周期中在吸附阶段的过程中的气体流。空气处 理组件102可能会包括适用于使再生的气体流在吸附剂上流动的装置，从而对一部分污染 物和/或第一气体进行清洗，其来自于在第二时间周期中在再生阶段的过程中的再生气体 流。空气处理组件102可能会包括适用于在吸附阶段和再生阶段之间进行循环的装置，其 中一个循环可能会包括吸附阶段，随后是一个再生阶段。一个循环周期可能会包括经历完 整的循环，或者第一时间周期和第二时间周期的总和的总时间。完整的再生阶段可能会包 括适用于实质上去除全部的污染物和/或气体所需的时间周期，其可以从在再生阶段的过 程中的吸附剂中去除。完整的吸附阶段可能会包括在吸附过程中实质上使全部的吸附剂发 生饱和所需的时间周期。以下至少一个周期的过程会被限制为：第一时间周期被限定为一 段时间，其小于完整的吸附阶段所需的时间，和第二时间周期被限定为一段时间，其小于完 整的再生阶段所需的时间。
[0093]在某些实施方案中，适用于循环的装置可以包括控制模块（没有显示），例如，自 动的电机械控制模块，其可以确定开启和关闭在附图3中所示的节气闸的时间，举例来说， 确定启动附图3中的风扇的时间，举例来说，而且该模块可以对下一段空气的清洗气体通 过系统的流动负责，举例来说。附图1A-1C中所示的空气管理控制系统100和附图2A-2B 中所示的空气管理控制系统200也可以与传感器和执行器或者其他适当的适用于可以确 定启动循环装置的时间的元件进行操作。
[0094]正如在参考附图1A-3所作的描述，适用于使气流通过洗涤器的装置和适用于使 再生空气流动的装置都可能包括任何一种适当的装置。举例来说，装置可以包括节气闸，风 扇，（正如在附图3中所示），阀门和/或百叶窗和管道，入口和出口（正如在附图1A-3中 所示）和/或导管。
[0095]根据某些实施方案，以下的分析可以用于执行确定有限的时间周期。这样的分析 是参照包含有co2的污染物来进行描述的，但是，这样的分析也可以适用于任何一种其他的 污染物。
[0096]适用于不完整的再生的常规原理如下：如果C02的释放率显示为下降到滴落，吸 附剂几乎处于其清洁状态，而且已经可以用于有效地工作，因此，此时没有理由让吸附剂闲 置，也没有理由花费太多的时间对吸附剂进行再生，以延长其最后有限的效率的百分率。问 题在于，什么时间是停止再生和返回到吸附的适当时间。
[0097] 对于所给定的几组再生条件，C02的释放率用R(t)表示，每经过一段单位时间（例 如，摩尔/分钟，克/秒，等等）就进行测量，t表示从再生循环开始测量的时间。典型的情 况是，R(t)在再生循环开始时是增加的，同时吸附剂被加热，同时其中仍旧含有C02，但是， 随后的一段时间内会很快开始衰退，在再生循环中，随着所捕捉的C02的数量会逐渐减少， 因此，R(t)通常在经过一段延迟的时间之后会减小。
[0098] 在吸附一侧是一种相似的状态，其中A(t)是从空气流中去除的C02的比率，再次 是以每经过一段单位时间进行测量的，而且其与R(t)相似，通常随着工作时间而减小。 [0099] 典型的循环应该具有吸附阶段，其持续时间周期为ta，以及具有再生阶段，其持续 时间周期为仁。由于要考虑到，在重复进行的循环周期的长期运行中含碳量的吸收和释放 都必须相互平衡，可能的情况是，在单个吸附阶段中所吸附的总量C等于在单个的再生阶 段中所释放的总量，即：

【权利要求】
1. 一种适用于对含有吸附剂的洗涤器进行控制的方法，洗涤器配置用于在洗涤和再生 之间进行循环，洗涤是对至少一种污染物和/或第一气体进行洗涤，其来自于含有至少一 种污染物的气体流和/或被吸附到吸附剂中的第一气体，而再生是对至少大部分的吸附剂 进行再生，并从而通过再生气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体中的 至少大部分进行清洗，该方法可以包括： 使气体流流动通过洗涤器，洗涤器中含有吸附剂； 吸附至少一种污染物和/或第一气体中的至少大部分，其来自于在吸附阶段的过程中 在吸附剂上方流动了第一时间周期的气体流； 在再生阶段的过程中经过第二时间周期用再生气体流对来自于吸附剂的至少一种污 染物和/或第一气体的一部分进行清洗，以及 在吸附阶段和再生阶段之间进行循环，其中 一个循环包括至少一个跟随一个再生阶段的吸附阶段， 一个循环的周期包括经过一个循环所需的总时间， 从吸附剂中清洗出来的至少一种污染物和/或第一气体可以被再生空气流带走，和 一个完整的再生阶段可以包括用于在再生阶段中实质上去除来自于吸附剂的全部的 污染物和/或第一气体所需的时间周期，和 一个完整的吸附阶段可以包括用于在吸附阶段中实质上使全部的吸附剂发生饱和所 需的时间周期；以及 对以下内容的至少其中之一进行限制： 第一时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的吸附阶段所需的时间，和 第二时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的再生阶段所需的时间。
2. 根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约95%的完整的吸附阶段。
3. 根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约90%的完整的吸附阶段。
4. 根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约80%的完整的吸附阶段。
5. 根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约50%的完整的吸附阶段。
6. 根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约20%的完整的吸附阶段。
7. 根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约20%到大约95%的完整的吸 附阶段。
8. 根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约95%的完整的再生阶段。
9. 根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约90%的完整的再生阶段。
10. 根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约80%的完整的再生阶段。
11. 根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约50%的完整的再生阶段。
12. 根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约20%的完整的再生阶段。
13. 根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约20%到大约95%的完整的 再生阶段。
14. 根据权利要求1中的方法，其中： 一旦吸附剂的再生比率R(tJ是介于大致等于和预先确定的数值小于完整的再生阶段 的生产率P之间，再生阶段会终止，其中 生产率P=C/T，而且 C等于在一个循环中由吸附剂从气体源中吸收的污染物和/或第一气体的数量，而T是 一个循环周期所需的时间。
15. 根据权利要求1中的方法，其中： 一旦吸附剂的再生比率R(tJ是介于大致等于和两倍于完整的再生阶段的生产率p之 间，再生阶段会终止，其中 生产率P=C/T，而且 C等于在一个循环中由吸附剂从气体源中吸收的污染物和/或第一气体的数量，而T是 一个循环周期所需的时间。
16. 根据权利要求1中的方法，其中污染物和/或第一气体可能会选自以下物质组成的 组：二氧化碳，易挥发的有机化合物，硫氧化物，氡，一氧化二氮和一氧化碳。
17. 根据权利要求1中的方法，其中吸附剂可以包括至少以下物质的其中之一：胺类载 体，活性碳，粘土，碳纤维，硅土，铝，沸石，分子筛，氧化钛，聚合物，高分子聚合物，聚合物纤 维和金属有机物框架。
18. 根据权利要求17中的方法，其中载体至少是硅土，碳，粘土或者金属氧化物的其中 之一。
19. 根据权利要求1中的方法，其中吸附剂可以包括颗粒状固体或者丸状固体。
20. 根据权利要求1中的方法，其中气体流可以包括来自于密闭环境的空气，室外空 气，废气，或者与实质上没有被污染的空气相比，具有高含量的二氧化碳或有机污染物的氮 气。
21. 根据权利要求1中的方法，其中一个循环可能会包括至少以下内容的其中之一： (i)在再生阶段之前的第一开关转换阶段，和（ii)在再生阶段之后的第二开关转换阶段。
22. 根据权利要求21中的方法，其中第二开关转换阶段可以包括一段时间周期，以便 将吸附剂控制在一定的温度，从而可以在吸附阶段中能够吸收至少一种污染物和/或第一 气体。
23. 根据权利要求21中的方法，其中第一开关转换阶段可以包括一段时间周期，以便 将吸附剂控制在一定的温度，从而可以在再生阶段中能够从吸附剂中释放出至少一种污染 物和/或第一气体。
24. 根据权利要求1中的方法，其中在是再生气体流发生流动之前，所述方法可以进一 步包括确定吸附剂的效率的程度，其中在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率 具有的数值是l_Cin/(；ut，其中的Cin是下一段空气流中所含污染物的浓度，而Cwt是回风空 气流中所含污染物的浓度，而且，其中初始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时 的吸附剂的效率， 其中吸附剂的效率的数值会小于初始的吸附剂的效率的数值，从而可以使再生气体流 在吸附剂上方流动和/或从吸附剂中流过。
25. -种适用于对洗涤器进行控制的系统，该系统包括： 洗涤器，该洗涤器中含有吸附剂，其配置用于洗涤和清洗之间进行循环，洗涤是对至少 一种污染物和/或第一气体进行洗涤，其来自于含有至少一种污染物的气体流和/或被吸 附到吸附剂中的第一气体，而清洗是通过再生气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附 剂的第一气体进行清洗； 装置，该装置可以使气体流流动通过洗涤器，并在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂 中流过，其中吸附剂可以吸附至少一种污染物和/或第一气体，其来自于在吸附阶段的过 程中流动了第一时间周期的气体流； 装置，该装置可以使再生气体在吸附剂的上方流动，以便在再生阶段的过程中经过第 二时间周期用再生气体流对来自于吸附剂的至少一种污染物和/或第一气体中的一部分 进行清洗，以及 装置，该装置适用于在吸附阶段和再生阶段之间进行循环，其中 一个循环包括至少一个跟随一个再生阶段的吸附阶段， 一个循环的周期包括经过一个循环所需的总时间； 从吸附剂中清洗出来的污染物和/或第一气体可以被再生空气流带走， 一个完整的再生阶段可以包括用于在再生阶段中实质上去除来自于吸附剂的全部污 染物和/或第一气体所需的时间周期， 一个完整的吸附阶段可以包括用于在吸附阶段中实质上使全部的吸附剂发生饱和所 需的时间周期，以及 对以下周期的至少其中之一进行限制： 第一时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的吸附阶段所需的时间，和 第二时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的再生阶段所需的时间。
26. 根据权利要求25中的方法，其中适用于进行循环的装置可以包括处理器和储存有 指令的非易失性的机器可读介质，其中具有计算机的操作指令，以便可以对吸附阶段和再 生阶段之间进行的循环进行控制。
27. -种适用于对含有吸附剂的洗涤器进行控制的计算机执行方法，洗涤器配置用于 在洗涤和清洗之间进行循环，洗涤是对至少一种污染物和/或第一气体进行洗涤，其来自 于含有至少一种污染物的气体流和/或被吸附到吸附剂中的第一气体，而清洗是通过再生 气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体进行清洗，所述方法包括： 使气体流流动通过洗涤器，洗涤器中含有吸附剂； 吸附至少一种污染物和/或第一气体，其来自于在吸附阶段的过程中在吸附剂上方流 动了第一时间周期的气体流； 在再生阶段的过程中经过第二时间周期用再生气体流对至少一种污染物和/或来自 于吸附剂的第一气体进行清洗，以及 在吸附阶段和再生阶段之间进行循环，其中 一个循环包括至少一个跟随一个再生阶段的吸附阶段， 一个循环的周期包括经过一个循环所需的总时间， 从吸附剂中清洗出来的至少一种污染物和/或第一气体可以被再生空气流带走，和 一个完整的再生阶段可以包括用于在再生阶段中实质上去除来自于吸附剂的全部的 污染物和/或第一气体所需的时间周期，和 一个完整的吸附阶段可以包括用于在吸附阶段中实质上使全部的吸附剂发生饱和所 需的时间周期；以及 对以下内容的至少其中之一进行限制： 第一时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的吸附阶段所需的时间，和 第二时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的再生阶段所需的时间， 其中上述内容的至少其中之一是通过处理器来执行的。
28. -种适用于对含有吸附剂的洗涤器进行控制的系统，洗涤器配置用于在洗涤和清 洗之间进行循环，洗涤是对至少一种污染物和/或第一气体进行洗涤，其来自于含有至少 一种污染物的气体流和/或被吸附到吸附剂中的第一气体，而清洗是通过再生气体流对至 少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体进行清洗，所述系统包括至少一个处理器和 储存有指令的非易失性的机器可读介质，当通过至少一个处理器来执行时，该方法包括： 使气体流在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，其中吸附剂可以吸附至少一种 污染物和/或第一气体中至少大部分，其来自于在吸附阶段的过程中流动了第一时间周期 的气体流； 在再生阶段的过程中经过第二时间周期用再生气体流对至少一种污染物和/或来自 于吸附剂的第一气体进行清洗，以及 在吸附阶段和再生阶段之间进行循环，其中 一个循环包括至少一个跟随一个再生阶段的吸附阶段， 一个循环的周期包括经过一个循环所需的总时间， 从吸附剂中清洗出来的至少一种污染物和/或第一气体可以被再生空气流带走，和 一个完整的再生阶段可以包括用于在再生阶段中实质上去除来自于吸附剂的全部的 污染物和/或第一气体所需的时间周期，和 一个完整的吸附阶段可以包括用于在吸附阶段中实质上使全部的吸附剂发生饱和所 需的时间周期；以及 对以下内容的至少其中之一进行限制： 第一时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的吸附阶段所需的时间，和 第二时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的再生阶段所需的时间。
29. -种适用于减少来自于人类占据的密闭的环境中的室内空气中所含的至少一种污 染物的程度的方法，该方法包括： 提供含有至少一种类型的吸附剂的空气处理组件，吸附剂配置用于捕捉至少一种含 在来自于密闭环境的室内空气流中的污染物，并且一旦暴露在再生气体流中就可以进行再 生； 使室内空气流在第一方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂 可以捕捉到来自于室内空气流中的至少一种污染物中的至少大部分，其中在从吸附剂上方 流动和/或从吸附剂中流过之后，空气流中可能包括洗涤后的空气流；而且 使再生气体流在第二方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，第二方向与 第一方向是相反的，以致再生空气流可以对至少大部分的吸附剂进行再生，并对来自于吸 附剂的至少一种污染物中的至少大部分进行清洗。
30. 根据权利要求29中的方法，其中至少存在两种吸附剂，以致可以使室内空气流过 第一吸附剂，并且随后流过第二吸附剂，因此，结果就是在再生阶段中流动的方向发生转 向，从第一吸附剂中清洗出来的物质不会交叉流动到第二吸附剂中。
31. 根据权利要求29中的方法，其中污染物是在再生阶段中释放出来的，并且可能会 堆积在空气处理组件中或者堆积在与其相连接的空气管道中，因此，结果就是在再生阶段 中流动的方向发生转向，所释放出来的污染物实质上被阻止在吸附剂的下游堆积，以及在 吸附剂的上游的空气处理组件的各个部分中进行实质性的堆积， 空气处理组件包括输入口，其适用于使室内空气流动通过吸附剂；以及 与吸附剂的下游相比，吸附剂的上游更靠近输入口。
32. 根据权利要求29中的方法，其中污染物和/或第一气体可能会选自以下物质组成 的组：二氧化碳，易挥发的有机化合物，硫氧化物，氡，一氧化二氮和一氧化碳。
33. 根据权利要求29中的方法，其中吸附剂可以包括至少以下物质的其中之一：胺类 载体，活性碳，粘土，碳纤维，硅土，铝，沸石，分子筛，氧化钛，聚合物，高分子聚合物，聚合物 纤维和金属有机物框架。
34. 根据权利要求33中的方法，其中载体至少是硅土，碳，粘土或者金属氧化物的其中 之一。
35. 根据权利要求29中的方法，其中吸附剂可以包括颗粒状固体或者丸状固体。
36. -种适用于减少来自于人类占据的密闭的环境中的室内空气中所含的至少一种污 染物的程度的计算机执行的方法，该执行方法包括： 使室内空气从第一方向上在空气处理组件中的吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中 流过，室内空气流中包括至少一种来自于密闭环境中的污染物，以致吸附剂可以捕捉到至 少一种来自于室内空气的污染物中的至少大部分，其中在吸附剂的上方流动和/或从吸附 剂中流过之后，空气流中包括洗涤后的空气流； 确定吸附剂的效率的程度，其中在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具 有的数值是l-Cin/(；ut，其中的Cin是下一段空气流中所含污染物的浓度，而(；ut是回风空气 流中所含污染物的浓度，而且，其中初始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的 吸附剂的效率， 其中吸附剂的效率的数值小于初始的吸附剂的效率的数值，而且 使再生空气流动通过空气处理组件，并从第二方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸 附剂中通过，第二方向是与第一方向相反的，以致再生空气流可以对至少大部分的吸附剂 进行再生，并对来自于吸附剂的至少一种污染物中的至少大部分进行清洗， 其中上述内容的至少其中之一是通过处理器来执行的。
37. -种适用于减少来自于人类占据的密闭的环境中的室内空气中所含的至少一种污 染物的程度的系统，该系统包括： 包含有吸附剂的空气处理组件，所述吸附剂被配置用于捕捉含在室内空气流中的至少 一种污染物，而且，一旦暴露在再生空气流中时，可以对其进行再生；和 源控装置，其适用于： 使室内空气流从第一方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂 可以捕捉到来自于室内空气流中的至少一种污染物中的至少大部分，和 使再生空气流从第二方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，第二方向与 第一方向是相反的，以致再生空气流可以对至少大部分的吸附剂进行再生，和对来自于吸 附剂的至少一种污染物中的大部分进行清洗。
38. -种适用于减少来自于人类占据的密闭的环境中的室内空气中所含的至少一种污 染物的程度的系统，该系统包括： 包含有吸附剂的空气处理组件，所述吸附剂配置用于捕捉含在室内空气流中的至少一 种污染物，而且，一旦暴露在再生空气流中时，可以对其进行再生； 源控装置，其适用于使室内空气流从第一方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂 中流过，和/或使再生空气流从第二方向在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，第二 方向与第一方向是相反的； 至少一个处理器； 含有指令的非易失性的机器可读介质，当通过至少一个处理器来执行时，执行方法可 以包括： 使室内空气流从第一方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂 可以捕捉到来自于室内空气流中的至少一种污染物中的至少大部分；和 确定吸附剂的效率的程度，其中在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具 有的数值是l-Cin/(；ut，其中的Cin是下一段空气流中所含污染物的浓度，而(；ut是回风空气 流中所含污染物的浓度，而且，其中初始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的 吸附剂的效率，其中吸附剂的效率的数值小于初始的吸附剂的效率的数值，从而可以使再 生气体流在吸附剂上方流动和/或从吸附剂中流过。
39. -种适用于减少来自于人类占据的密闭的环境中的室内空气中所含的至少一种污 染物的程度的计算机执行的方法，该执行方法包括： 提供含有吸附剂的空气处理组件，吸附剂配置用于捕捉至少一种含在来自于密闭环境 的室内空气流中的污染物，并且一旦暴露在再生气体流中就可以进行再生； 使室内空气流在第一方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂 可以捕捉到来自于室内空气流中的至少一种污染物中的至少大部分，其中使室内空气流在 吸附剂上方流动和/或从吸附剂中流过可以包括吸附阶段；和 使再生气体流在第二方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，第二方向与 第一方向是相反的，以致再生空气流可以对至少大部分的吸附剂进行再生，并对来自于吸 附剂的至少一种污染物中的至少大部分进行清洗，其中使再生空气流在吸附剂上方流动和 /或从吸附剂中流过可以包括再生阶段， 在吸附阶段和再生阶段之间进行循环，其中 一个循环包括至少一个跟随一个再生阶段的吸附阶段， 一个循环的周期包括经过一个循环所需的总时间； 从吸附剂中清洗出来的至少一种污染物和/或第一气体可以被再生空气流带走，和 一个完整的再生阶段可以包括用于在再生阶段中实质上去除来自于吸附剂的全部的 污染物和/或第一气体所需的时间周期，和 一个完整的吸附阶段可以包括用于在吸附阶段中实质上使全部的吸附剂发生饱和所 需的时间周期；以及 对以下内容的至少其中之一进行限制： 第一时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的吸附阶段所需的时间，和 第二时间周期到时间周期的过程所需的时间小于完整的再生阶段所需的时间。
40. 根据权利要求39中的方法，其中在使再生空气流发生流动的方法可以进一步包括 确定吸附剂的效率的程度，其中在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具有的 数值是l-Cin/(；ut，其中的Cin是下一段空气流中所含污染物的浓度，而(；ut是回风空气流中 所含污染物的浓度，而且，其中初始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的吸附 剂的效率，其中吸附剂的效率的数值小于初始的吸附剂的效率的数值，从而可以使再生气 体流在吸附剂上方流动和/或从吸附剂中流过。
41. 根据权利要求40中的方法，其中吸附剂的效率的数值要比初始的吸附剂的效率的 数值小至少20%。
42. 根据权利要求40中的方法，其中吸附剂的效率的数值要比初始的吸附剂的效率的 数值小至少30%。
43. 根据权利要求40中的方法，其中吸附剂的效率的数值要比初始的吸附剂的效率的 数值小至少50%。
44. 根据权利要求40中的方法，其中吸附剂的效率的数值要比初始的吸附剂的效率的 数值小至少80%。
【文档编号】B01D53/02GK104379234SQ201380026112
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2012年5月22日
【发明者】U·梅拉夫, I·比瑞 申请人:恩沃德系统公司