对室内空气的洗涤的吸附剂的高效利用的制作方法

对相关申请的参考

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“Air Management Systems with Integrated Ventilation and Scrubbing Functionality”；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“Optimal Adsorption-Regeneration Cycle for Indoor Air 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“Optimal Adsorption-Regeneration Cycle for Indoor Air Scrubbing”；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“Air Management 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

一般来说，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：

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(CO₂)，以及易挥发的有机污染物(VOC_S)，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。

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。

可再生的吸附剂的使用可以去除室内的二氧化碳(CO₂)和 VOC_s，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。

技术实现要素：

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CO₂和其他的污染物。

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。

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。

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。

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。

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。

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1-C_in/C_out，而其中的C_in是下一段空气流中所含污染 物的浓度，而C_out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。

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。

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1-C_in/C_out，而其中的C_in是下 一段空气流中所含污染物的浓度，而C_out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。

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。

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。

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1-C_in/C_out，而其中 的C_in是下一段空气流中所含污染物的浓度，而C_out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。

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％。

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。

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。

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。

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。

根据某些实施方案，一旦吸附剂的再生比率R(t_r)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。

根据某些实施方案，一旦吸附剂的再生比率R(t_r)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。

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。

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。

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1-C_in/C_out，而其中 的C_in是下一段空气流中所含污染物的浓度，而C_out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。

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。

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。

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。

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。

附图说明

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。

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；

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；

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

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

从室内空气中去除二氧化碳(CO₂)和易挥发的有机污染物 (VOC_s)，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CO₂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。

适用于吸收VOC_s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。

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VOC_s，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VOC_s的碳吸附剂。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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，CO₂，而第二吸附剂234 可以用于捕捉其他的气体污染物，例如，VOC_s。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。

CO₂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。

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。

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，CO₂和VOC_s，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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℃-120℃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℃的温度。可以选择的是，室外空气240可以 被加热到低于50℃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。

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，加热辅件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。

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。

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。

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。

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。

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CO₂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。

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，VOC的吸附剂层238，其位 于第一吸附剂230的下游，例如，CO₂的吸附剂。这是由于在再 生阶段中，CO₂的吸附剂可能会释放出VOC_s和颗粒或者蒸汽 314。举例来说，在高温再生的过程中，以CO₂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VOC的吸附剂，在此，蒸汽会被 捕捉，因此，承载和含有VOC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VOC吸附剂234，之后通过CO₂的吸附剂230，以致 任何易挥发的胺类都被从VOC的吸附剂234中带走，而不是从 其中通过。

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。

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。

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。

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。

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。

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-2B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。

优化循环长度和再生时间

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CO₂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。

由于吸附阶段的进程，吸附剂中的CO₂(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。

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。

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。

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——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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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)。

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)。

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。

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。

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。

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。

适用于不完整的再生的常规原理如下：如果CO₂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。

对于所给定的几组再生条件，CO₂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 CO₂，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CO₂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。

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CO₂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。

典型的循环应该具有吸附阶段，其持续时间周期为t_a，以及 具有再生阶段，其持续时间周期为t_r。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：

整个吸附-再生循环的时间长度为T，通过以下方程式设定

T＝t_a+t_r+t_s (2)

其中t_s是可以选择为转换的，或者在吸附阶段和再生阶段之 间暂停的；举例来说，根据需要，适用于对吸附剂进行降温或者 加热的时间。

考虑到在每一个所述循环周期中从室内空气中取出的CO₂的 总量是C，整个系统的生产率，p-被限定为每单位时间内去除的 CO₂的平均量，可以简化为

p＝C/T (3)

但是，p值不仅仅取决于吸附剂及其所操作的环境，还取决 于对t_a和t_r的选择。

根据一个实施方案，最优的t_r选择是根据温度、流速和CO₂浓度的条件所进行的任何适当的特定选定，可能是大致设定的。 将方程式(2)和方程式(1)替换到方程式(3)中可以得到：

通过基本计算，p的最大值是通过对t_r进行微分获得，并使 其为零，即

其可以通过基本的微分方法进行扩展，

因此，方程式(5)要求

其中可以知道

或者是

尽管不是可以立即求解的方程式，但是这样的条件是对室内 空气的吸附洗涤器的最优化设计的重要的理解，例如，对于单一 的吸附设计而言，或者对不止一个的吸附设计而言。其可以进一 步简化，以便通过限定来执行，

并且可以假设t_s是与t_r无关的，

适用于t_r的以下条件可以获得

其中引入新的参数β，并将其限定为

无可否认的是，方程式(12)仍不是清晰的封闭式表达，其 允许计算出t_r的数值，但是它是一种非常有用的设计条件，而且 其确实可以立即设定一个较低的边界，由于β总是大于1的。这 就意味着，在最小值时，其可以经济地执行，从而在瞬时比率 R(t)降低到低于p值之前停止再生，即，以下条件将得以维持

R(t_r)≥p (14)

这是一个更为可靠的估计，即

因此，可以更好地估计到β≈2，因此，可以具有更早的临 界值来停止再生

R(t_r)～2_p (16)

从技术上来说，它仍保持为一种开放式的方程式，这是由于 p值是不固定的，但是，其可以通过重复来解决。这是一种非常 有用和实际的指导，尤其是，当相比较于t_r，p值较慢地发生变 化时，因此，少量的重复将会快速地趋向于非常好的近似值。

在某些实施方案中，从经验上看，可以获得更为精确的β值， 其有助于精化方程式(16)，这是通过测量趋于循环末端的吸附 率，并将其与再生率进行比较而实现的。这两个极值是值得进行 详细说明的。

在经典的“突破性发现”的实例中，吸附率戏剧性地跌落到 循环的末端，其意味着dt_a>>dt_r，以及β>>1，其可以转化为R的 高值，此时再生将可能会停止。也就是说，如果仅仅是在吸附模 式中突破性发现之后保留停留时间，那么在延长的再生阶段将不 会有任何意义和有利之处。

当如果仅仅是有趋于循环末端的A(t)非常缓慢的减少，那么 可以相对保留，即，dt_a<dt_r，而且β≈1，这意味着方程式(14) 是适用于再生步骤的周期计时的非常好的设计条件。

值得注意的是，在此所揭示的原理性描述可以适用于各种不 同类型的洗涤应用，以及可以适用于在吸附-释放循环中通过吸 附剂的使用而进行的CO₂或者其他的污染物的去除应用，而不是 仅仅限制在室内空气的应用。

正如上文中所描述的内容，在某些实施方案中，再生阶段是 可以终止的，一旦吸附剂的再生比率R(t_r)是介于大约相等和预先 确定的总量小于完整的再生阶段的生产率p的数值之间时，在此， 生产率p＝C/T，而且，C等于污染物的总量，和/或在一个循环周 期中从气体源中所吸附的第一气体，T是一个循环周期的时间。 预先确定的总量小于生产率的量将可能是任何一个适当的数量。 在非限制性的实施例中，预先确定的总量可以是在完整的再生阶 段的生产率p值的20％到98％之间。

在某些实施方案中，再生阶段是可以被终止的，一旦再生比 率R(t_r)是介于大约相等和大约两倍于完整的再生阶段的生产率p 的数值之间时，在此，生产率p＝C/T，而且，C等于污染物的总 量，和/或在一个循环周期中从气体源中所吸附的第一气体，T是 一个循环周期的时间。

根据某些实施方案，在此描述的是一种适用于去除气体污染 物的方法，其中包括至少一种来自于混合气体的被吸附剂(在本 文中，其可以是指污染物和/或含有颗粒的气体)，所述方法可以 包括一个或更多的以下步骤：在重复进行循环的模式中使用吸附 剂材料，在每一循环中使用至少两个截然不同的阶段，一个开始 于吸附阶段，此时被吸附物是部分地从气体混合物的来源中被去 除到吸附剂中的，而另一个阶段开始于再生阶段，此时被吸附物 从吸附剂中被释放并排出。在这一过程中，再生阶段实际上要短 于一个完整的再生阶段，完整的再生阶段所需的时间是释放出实 际上全部的被吸附物的时间，所述被吸附物是在系统的温度和流 动条件下被释放出来的。

根据某些实施方案，如果再生阶段被100％延长的话，至少 还有10％的被吸附物可以被释放出来。可以选择的是，如果再生 阶段被100％延长的话，至少还有5％的被吸附物可以被释放出 来。

本文中所设定的实施例仅仅是出于对在此所揭示的内容的 各个不同的方面进行效仿，而不是任何一种形式的限定。

实施例

参考附图4，这是一幅流程图，其中根据上文中所描述的方 程式显示出计算优选的吸附-再生循环的方法。正如在附图4中 所看到的那样，以下参数的数值是：

t_a＝53分钟

t_s＝5分钟

t_r＝34分

因此，T的总数是t_a+t_s+t_r＝92分钟

C＝70克

因此，p＝C/T＝70/92＝0.76[克/分钟]

所以，再生可以被终止，根据方程式(14)R(t_r)等于或者大 于0.76(克/分钟)，或者根据方程式(16)R(t_r)实质上等于1.52 (克/分钟)。

根据某些实施方案，正如参考附图1A-3所看到的那样，在 使再生的空气流以相对于下一段空气相反的方向进行流动之前， 或者是在相同的方向上进行流动之前，可以确定以下内容：在洗 涤后的空气流中的污染物的数量和/或吸附剂能够捕捉到污染物 中的额外数量的能力要大于和高于预先确定的数值，而且当污染 物的数量大于预先确定的数量时，和/或吸附剂已经捕捉到的污染 物的预先确定数量，可以实现再生空气源在吸附剂之上流动和/ 或穿过吸附剂的流动。

洗涤后的空气流中的污染物的数量和/或吸附剂能够捕捉到 的至少一种污染物的额外的数量可以通过任何一种适当的方式 来确定，例如，通过包含有处理器和非易失性的机器可读介质的 计算机来完成(举例来说)。

预先确定的污染物的数量可以是任何一个适当的数量。在非 限制性的实施例中，预先确定的数量可以是污染物的总量，其实 质上可以使吸附剂发生饱和。在非限制性的实施例中，预先确定 的数量可能会小于污染物的总量，其实质上可以使吸附剂发生饱 和。

根据某些实施方案，正如参考附图1A-3所看到的那样，在 使再生的空气流以相对于下一段空气相反的方向进行流动之前， 或者是在相同的方向上进行流动之前，可以确定以下内容：吸附 剂的效率的程度，在一个循环过程中的任何一个点上的吸附剂的 效率具有的数值是1-C_in/C_out。C_in是下一段空气流中的污染物的 浓度，而C_out是流出的空气流中的污染物的浓度。当吸附剂的效 率的数值小于初始的吸附剂的效率的数值时，再生空气源在吸附 剂之上的流动和/或从吸附剂之中流过就可以实现了。初始的吸附 剂的效率的数值是指在吸附阶段的开始时的吸附剂效率的数值。

吸附剂的效率的数值和初始的吸附剂的效率的数值可以通 过任何一种适当的方式来确定，例如，通过计算机来确定，所述 计算机包括处理器和非易失性的机器可读介质(举例来说)。

在某些实施方案中，吸附剂的效率的数值是小于初始的吸附 剂的效率的数值的，再生空气源会流动通过空气处理组件102， 并且会在吸附剂上流动和/或以与下一段空气的第一方向相反的 第二方向从吸附剂中流过，以致再生空气源可以对至少一部分的 吸附剂进行再生，并对至少一部分来自吸附剂的污染物进行清 洗。

在某些实施方案中，当吸附剂的效率的数值至少小于初始的 吸附剂的效率的数值的大约20％时，再生空气源在吸附器之上流 动和/或从其中流过都是可以实现的。在某些实施方案中，当吸附 剂的效率的数值至少小于初始的吸附剂的效率的数值的大约 30％时，再生空气源在吸附器之上流动和/或从其中流过都是可以 实现的。在某些实施方案中，当吸附剂的效率的数值至少小于初 始的吸附剂的效率的数值的大约50％时，再生空气源在吸附器之 上流动和/或从其中流过都是可以实现的。在某些实施方案中，当 吸附剂的效率的数值至少小于初始的吸附剂的效率的数值的大 约80％时，再生空气源在吸附器之上流动和/或从其中流过都是 可以实现的。

值得注意的是，上文中参照附图1A-4所描述的空气处理组 件102都可以被配置用于处理任何一种气体源，例如，来自密闭 环境110的空气，烟道气体或者含有高浓度的二氧化碳的氮气， 相对于实质上没有污染的空气的有机污染物，或者室外空气。

在此所揭示的实施方案中的各种不同的执行方式，尤其是其 中讨论到的某些处理过程(或者其中的部分)，都可以在数字电 子回路，集成回路，特殊设计的ASIC(特殊应用的集成回路)， 计算机的硬件，固件，软件和/或上述内容的结合中使用。以上各 种不同的执行方式都可能会包括在一个或更多的计算机编程软 件中执行，所述计算机编程软件都是可以执行的，和/或都是可以 在可编程的系统中进行编译的，可编程的系统包括至少一个可编 程的处理器，其可以是专用处理器或者是通用处理器，处理器被 连接以用于接收数据和指令，并将数据和指令传输到存储系统 中，至少一个输出设备，和至少一个输入设备。

这样的计算机编程软件(例如众所周知的编程软件，软件， 应用软件或者编码)可以包括适用于可编程的处理器的机器指令 /编码，举例来说，其可以在高级别的程序中执行和/或目标定位 的编程语言中执行，和/或在组件/机器语言中执行。正如在本文 中所使用的那样，术语“机器可读的介质”是指任何一种计算机 编程的产品，装置和/或设备(例如，非易失性的介质，包括，例 如，磁盘，光盘，闪存，可编程逻辑设备(PLD))，这是设备可 以用于将机器指令和/或数据提供给可编程的处理器，包括机器可 读介质，该介质用于接收机器指令，例如，机器可读的信号。术 语“机器可读的信号”是指任何一种可以将机器指令和/或数据提 供给可编程的处理器的信号。

为了提供与使用者可以互动的界面，在此所描述的主题可以 在具有显示器的计算机(例如，CRT(电子射线管)或者LCD(液 晶显示器)的监控器或者类似设备)上执行，以便可以将信息提 供给使用者，以及键盘和/或点触设备(例如，鼠标，追踪球，触 屏)，通过这些设备，使用者可以向计算机发出指令。举例来说， 程序可以由分配单元，远程控制，PC，便携式电脑，智能电话， 媒体播放器或者个人的数据助手(“PDA”)来进行存储，执行和 操作。其他类似的设备也都可以用于提供与使用者之间的互动。 举例来说，给使用者的反馈可以是任何一种形式的感觉反馈(例 如，视觉反馈，听觉反馈或者触觉反馈)，而来自使用者的输入 可以通过任何一种适当的形式来接收，包括，声音，对话或者触 觉输入。

在此所描述的主题中的某些实施方案可能是通过计算机系 统和/或设备来执行的，包括后端部件(例如，数据服务器)，或 者可以包括中间设备(例如，应用服务器)，或者可以包括前端 部件(例如，具有绘图的用户界面的客户计算机，或者网络浏览 器，通过该网络浏览器，使用者可以与本文所描述的主题中的执 行方式进行互动)，或者是所述的前端部件，中间设备或者后端 部件之间的任何一种结合使用。系统中的部件可以相互连接为任 何一种形式或者数字数据连通的介质(例如，通讯网络)。通讯 网络的实施例可以包括本地网(“LAN”)，宽域网(“WAN”)，以 及英特网。

根据上文中所描述的各种实施方案中的计算机系统可能会 包括客户和服务人员。客户和服务人员通常在相互位置上都是远 程的，而且通常是通过通信网络进行互动的。客户和服务人员之 间的关系是源于在各自的计算机上运行的计算机的程序的优势， 而且具有客户-服务人员之间的相互关系。

在本申请中出现的对于公开出版物或者其他文件的任何参 考和全部的参考，包括但不限于，专利，专利申请，文献，网页， 书籍等等，其中的教导统统通过引证并入本文。

设备，系统和方法的可以效仿的各种实施方案都已经在本文 中得以描述说明了。值得注意的是，这些已经描述说明的实施方 案仅仅是出于解释说明的目的而非限制。其他的实施方案也是可 行的，而且被本文所覆盖，对于本文中的教导而言也是显而易见 的。因此，在此所揭示的内容的宽度和范围都不会受到以上所描 述的各种实施方案中的任何一个的限制，而是仅仅受限于随附的 权利要求书，所述权利要求书得到在此所揭示的内容及其等同物 的支持。而且，在此所揭示的主题和实施方案都可能会包括方法， 系统和设备，它们可以进一步包括来自于任何其他揭示的方法， 系统和设备中的任何一种和全部的元件/特征，包括与置换控制相 对应的任何一种和全部的特征。换句话来说，源于另外一个和/ 或其他被揭示的实施方案的特征都可以可源于其他的被揭示的 实施方案中的特征进行互换，反过来，与又一个其他的实施方案 相互对应。更进一步，在所揭示的实施方案中的一个或者更多的 特征/元件都是可以被去除的，而且仍然会导致获得可专利的主题 (从而可以获得有关揭示的主题的更多的实施方案)。