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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-17
(45)【発行日】2024-10-25
(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システム
(51)【国際特許分類】
B01D 53/04 20060101AFI20241018BHJP
F24F 5/00 20060101ALI20241018BHJP
【ＦＩ】
B01D53/04 230
F24F5/00 Z
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2023065414
(22)【出願日】2023-04-13
(62)【分割の表示】P 2023507245の分割
【原出願日】2022-07-15
(65)【公開番号】P2024012068
(43)【公開日】2024-01-25
【審査請求日】2023-04-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100206081
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 央
(74)【代理人】
【識別番号】100188673
【弁理士】
【氏名又は名称】成田 友紀
(74)【代理人】
【識別番号】100188891
【弁理士】
【氏名又は名称】丹野 拓人
(72)【発明者】
【氏名】尾中 洋次
(72)【発明者】
【氏名】谷島 誠
(72)【発明者】
【氏名】篠木 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】川本 誠
(72)【発明者】
【氏名】中島 誠治
(72)【発明者】
【氏名】福井 智哉
(72)【発明者】
【氏名】井上 琢視
【審査官】山崎 直也
(56)【参考文献】
【文献】特許第５６２７８７０（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１７－０７５７１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１０４４８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０１８１５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２１／０２５２４５１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ ５３／０２－５３／１２
Ｆ２４Ｆ ３／００－ ３／１６７
５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱交換器および第１送風機を有する、第１ヒートポンプ装置の室外機と、二酸化炭素を吸着可能な吸着剤を有し、空気から二酸化炭素を回収する回収部と、
前記回収部から移動した前記吸着剤から二酸化炭素を分離する分離部と、
を備え、
前記第１送風機は、気流を、前記回収部および前記分離部の両方に向けて送り出す、二酸化炭素回収システム。
【請求項2】
前記熱交換器を通過していない外気、または屋内空気を前記回収部に供給する第２送風機をさらに備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項3】
前記第１送風機から送り出された空気と、前記第２送風機から送り出された空気とを混合する合流部、をさらに備え、前記第２送風機は、前記熱交換器を通過していない外気、または屋内空気を、前記合流部を介して前記回収部に供給する、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項4】
前記合流部には、前記第１送風機から送り出された空気と前記第２送風機から送り出された空気とを混合した混合空気の温度を計測する温度センサが設けられており、前記二酸化炭素回収システムは、前記温度センサの計測結果に基づき、前記第２送風機から前記合流部に供給される空気の流量を制御する制御部をさらに備える、請求項３に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項5】
前記第２送風機の回転数を制御することにより、前記第２送風機からの空気の流量を制御する制御部をさらに備える、請求項２～４のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項6】
前記第１送風機と前記回収部との間に設けられ、前記熱交換器によって加熱された気流が前記回収部に到達することを規制する規制部をさらに備える、請求項２～４のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項7】
蒸発器および凝縮器を有する第２ヒートポンプ装置をさらに備え、前記蒸発器は前記第１送風機と前記回収部との間に位置し、
前記凝縮器は前記第１送風機と前記分離部との間に位置する、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項8】
蒸発器および凝縮器を有する第２ヒートポンプ装置をさらに備え、前記蒸発器は前記第１送風機と前記回収部との間に位置し、
前記凝縮器は前記第１送風機と前記分離部との間に位置し、
前記第２送風機は、前記熱交換器を通過していない外気、または屋内空気を、前記蒸発器を通過させて前記回収部に供給する、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項9】
前記第１ヒートポンプ装置が冷房運転を行う際に、前記熱交換器によって加熱された気流が前記蒸発器に到達することを規制する規制部をさらに備える、請求項８に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項10】
前記凝縮器と前記分離部との間に配置されたヒータ、をさらに備える、請求項７～９のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、二酸化炭素回収システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、二酸化炭素を吸着可能な吸着剤を用いて、空気中の二酸化炭素を除去する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－１３１１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
吸着剤による二酸化炭素の回収効率を向上させることが求められている。特許文献１の構成では、吸着剤から二酸化炭素を分離するために減圧ポンプが用いられており、分離のためのエネルギーが増加する。
【0005】
本開示は、上記の事情に鑑みて、二酸化炭素の回収効率を向上させることが可能な二酸化炭素回収システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る二酸化炭素回収システムの一つの態様は、熱交換器および第１送風機を有する、第１ヒートポンプ装置の室外機と、二酸化炭素を吸着可能な吸着剤を有し、空気から二酸化炭素を回収する回収部と、前記回収部から移動した前記吸着剤から二酸化炭素を分離する分離部と、を備え、前記第１送風機は、気流を、前記回収部および前記分離部の両方に向けて送り出す。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、二酸化炭素の回収効率を向上させることが可能な二酸化炭素回収システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図2】実施の形態２に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図3】実施の形態３に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図4】実施の形態４に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図5】実施の形態５に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図6】実施の形態６に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図7】実施の形態７に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図8】実施の形態８に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図9】実施の形態９に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図10】実施の形態１０に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図11】実施の形態１１に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図12A】一般的な蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルのＴ－ｓ線図の一例である。
【図12B】ヒートポンプサイクルの概略図である。
【図13】遷臨界ヒートポンプサイクルのＴ－ｓ線図の一例である。
【図14】非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプサイクルのＴ－ｓ線図の一例である。
【図15】実施の形態１２に係る二酸化炭素回収システムの模式図である。
【図16】実施の形態１２に係るボルテックスチューブの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。なお、本開示の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0010】
【0011】
室外機１０は、第１ヒートポンプ装置の一部であり、不図示の室内機とともに用いられる。本実施の形態では、第１ヒートポンプ装置は、少なくとも室内を冷房する機能を有する空気調和機である。室外機１０および室内機は、冷媒を循環させるための不図示のパイプ等で接続されている。
【0012】
室外機１０は、筐体１１と、熱交換器１２と、第１送風機１３と、を備える。また、室外機１０は、不図示の圧縮機等を有している。
筐体１１には、吸込口１４および吹出口１５が形成される。熱交換器１２および第１送風機１３は、筐体１１の内部に配置される。熱交換器１２は、冷媒と外気（空気）との間で熱交換をさせる。第１送風機１３は、室外機１０の内部から外部に向けて送風する。
筐体１１には、吸込口１４および吹出口１５が形成される。熱交換器１２および第１送風機１３は、筐体１１の内部に配置される。熱交換器１２は、冷媒と外気（空気）との間で熱交換をさせる。第１送風機１３は、室外機１０の内部から外部に向けて送風する。
【0013】
第１送風機１３が駆動すると、吸込口１４から空気が筐体１１内に吸い込まれる。筐体１１内に吸い込まれた空気は、熱交換器１２を通過して、吹出口１５から筐体１１の外部に吹き出される。
以下、第１送風機１３により生じる気流の流通方向における上流側を単に上流側ともいい、第１送風機１３により生じる気流の流通方向における下流側を単に下流側ともいう。
以下、第１送風機１３により生じる気流の流通方向における上流側を単に上流側ともいい、第１送風機１３により生じる気流の流通方向における下流側を単に下流側ともいう。
【0014】
回収部２１は、空気から二酸化炭素を回収する機能を有する。回収部２１は、第１送風機１３の下流側に配置される。第１送風機１３と回収部２１との間には、第１送風機１３から回収部２１まで気流を伝える第１ダクト２２が設けられている。
【0015】
回収部２１は、吸着剤を有する。吸着剤は、二酸化炭素を吸着可能な材質を含んでいる。二酸化炭素を吸着可能な材質としては、例えばアミン、ゼオライト、シリカゲル、珪藻土、アルミナ、活性炭等が挙げられる。上記のなかから複数の材質を選択して採用してもよいし、上記以外の材質を採用してもよい。吸着剤は粒状（例えばビーズ状（球形）、ペレット状（円柱形））であってもよい。あるいは、粉状の吸着剤を採用してもよい。この場合、粉状の吸着剤を、基材の表面に担持させてもよい。基材は、例えばハニカム形状であってもよい。例えば、粉状の吸着剤を、ハニカムロータに担持させてもよい。吸着剤は、液体の吸着液であってもよい。
【0016】
回収部２１は、第１送風機１３が生み出す気流を受ける位置で、吸着剤を保持可能に構成される。
例えば、回収部２１は、吸着剤を収容可能であり、通気性を有する容器を有していてもよい。この場合、この容器は、第１送風機１３が生み出す気流を受ける位置に配置される。
あるいは、例えば吸着剤がハニカムロータに担持されている場合、回収部２１は、第１送風機１３が生み出す気流を受ける位置にハニカムロータを支持する支持部を有していてもよい。
例えば、回収部２１は、吸着剤を収容可能であり、通気性を有する容器を有していてもよい。この場合、この容器は、第１送風機１３が生み出す気流を受ける位置に配置される。
あるいは、例えば吸着剤がハニカムロータに担持されている場合、回収部２１は、第１送風機１３が生み出す気流を受ける位置にハニカムロータを支持する支持部を有していてもよい。
【0017】
回収部２１において保持された吸着剤には、第１送風機１３の駆動により吹出口１５から吹き出される気流が当たる。これにより、吸着剤内に空気が入り込んだり、吸着剤内の空気が排出されたりする。回収部２１は、第１送風機１３により生じる気流と、吸着剤とを接触させて、吸着剤に二酸化炭素を吸着させる。すなわち、本実施の形態において、回収部２１は、第１送風機１３の送風動力を二酸化炭素の回収に利用する。
【0018】
分離部２３は、二酸化炭素を吸着した吸着剤から二酸化炭素を分離する機能を有する。分離部２３は、第１送風機１３の下流側に配置される。第１送風機１３と分離部２３との間には、第１送風機１３から分離部２３まで気流を伝える第２ダクト２４が設けられている。分離部２３は、第１送風機１３が生み出す気流を受ける位置で、吸着剤を保持可能に構成される。
【0019】
分離部２３には、回収部２１において二酸化炭素を吸着した吸着剤が移動する。また、分離部２３において二酸化炭素が分離された吸着剤は、再び回収部２１に移動する。
図１に示されるように、吸着剤は、第１配管２５を介して回収部２１から分離部２３に搬送（移動）され、第２配管２６を介して分離部２３から回収部２１に搬送（移動）されてもよい。
あるいは、例えば吸着剤がハニカムロータに担持されている場合、ハニカムロータが回収部２１と分離部２３とを跨いで配置されており、ハニカムロータが回転することにより、吸着剤が回収部２１と分離部２３との間を移動してもよい。
図１に示されるように、吸着剤は、第１配管２５を介して回収部２１から分離部２３に搬送（移動）され、第２配管２６を介して分離部２３から回収部２１に搬送（移動）されてもよい。
あるいは、例えば吸着剤がハニカムロータに担持されている場合、ハニカムロータが回収部２１と分離部２３とを跨いで配置されており、ハニカムロータが回転することにより、吸着剤が回収部２１と分離部２３との間を移動してもよい。
【0020】
分離部２３において保持された吸着剤には、第１送風機１３の駆動により吹出口１５から吹き出される気流が当たる。ここで、第１ヒートポンプ装置が冷房運転を行う際には、吸込口１４から筐体１１内に吸い込まれた空気は、熱交換器１２によって例えば４５～７０℃まで加熱される。第１送風機１３は、熱交換器１２によって加熱された気流を、分離部２３に向けて送り出す。したがって、分離部２３において保持された吸着剤には、熱交換器１２によって加熱された気流が当たる。分離部２３は、第１送風機１３から送り出される加熱された気流と、吸着剤とを接触させて、吸着剤を加熱することで、吸着剤から二酸化炭素を分離する。本実施の形態において、分離部２３は、第１送風機１３の送風動力を二酸化炭素の分離に利用する。
【0021】
以上説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、熱交換器１２および第１送風機１３を有する、第１ヒートポンプ装置の室外機１０と、二酸化炭素を吸着可能な吸着剤を有し、空気から二酸化炭素を回収する回収部２１と、回収部２１から移動した吸着剤から二酸化炭素を分離する分離部２３と、を備える。第１送風機１３は、第１ヒートポンプ装置が冷房運転を行う際に、熱交換器１２によって加熱された気流を分離部２３に向けて送り出す。
第１送風機１３の送風動力を利用して、熱交換器１２によって加熱された空気を分離部２３に供給する。分離部２３は、熱交換器１２によって加熱された空気の熱を、二酸化炭素の分離の熱源の少なくとも一部として利用する。したがって、二酸化炭素を省エネルギーおよび省コストで分離することができ、二酸化炭素の回収効率が向上する。
第１送風機１３の送風動力を利用して、熱交換器１２によって加熱された空気を分離部２３に供給する。分離部２３は、熱交換器１２によって加熱された空気の熱を、二酸化炭素の分離の熱源の少なくとも一部として利用する。したがって、二酸化炭素を省エネルギーおよび省コストで分離することができ、二酸化炭素の回収効率が向上する。
【0022】
また、第１送風機１３は、熱交換器１２を通過した気流を、回収部２１および分離部２３の両方に向けて送り出す。
これにより、第１送風機１３の送風動力を利用して、二酸化炭素の回収および分離を行うことができるため、更なる省エネルギー化を図ることができる。
これにより、第１送風機１３の送風動力を利用して、二酸化炭素の回収および分離を行うことができるため、更なる省エネルギー化を図ることができる。
【0023】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態２に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0024】
図２は、実施の形態２に係る二酸化炭素回収システム１の模式図である。
図２に示されるように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１が、第２送風機３１と、制御部３２と、合流部３３と、をさらに備えている。
図２に示されるように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１が、第２送風機３１と、制御部３２と、合流部３３と、をさらに備えている。
【0025】
第２送風機３１は、熱交換器１２を通過していない外気、または屋内空気を、合流部３３を介して、回収部２１に供給する。第２送風機３１と合流部３３との間には、第２送風機３１から合流部３３まで気流を伝える第３ダクト３４が設けられている。
【0026】
合流部３３は、第１送風機１３と、回収部２１との間に配置される。本実施の形態では、第１ダクト２２は、第１送風機１３と合流部３３との間に設けられ、第１送風機１３から合流部３３まで気流を伝える。合流部３３は、第１送風機１３からの熱交換器１２を通過した空気と、第２送風機３１からの熱交換器１２を通過していない外気または屋内空気とを混合し、この混合空気を回収部２１に供給する。第１ヒートポンプ装置が冷房運転を行う際には、第１送風機１３による気流を、第２送風機３１により送り出される外気または屋内空気と混合させることで、温度を下降させて回収部２１に供給する。合流部３３には、混合空気の温度を計測する、不図示の温度センサが設けられている。
【0027】
本実施の形態では、回収部２１において保持された吸着剤には、第１送風機１３からの空気と、第２送風機３１からの外気または屋内空気とが混合された混合空気の気流が当たる。この混合空気の気流と、吸着剤とを接触させて、吸着剤に二酸化炭素を吸着させる。すなわち、本実施の形態において、回収部２１は、第１送風機１３および第２送風機３１の送風動力を、二酸化炭素の回収に利用する。
【0028】
制御部３２は、二酸化炭素回収システム１の各構成を制御する。本実施の形態では、制御部３２は、合流部３３に設けられる温度センサの計測結果に基づき、第２送風機３１から合流部３３に供給される空気の流量を制御する。例えば、制御部３２は、第３ダクト３４に設けられる流量制御弁の開度を制御することにより、第２送風機３１からの空気の流量を制御してもよい。制御部３２は、第２送風機３１の回転数を制御することにより、第２送風機３１からの空気の流量を制御してもよい。
【0029】
以上説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、熱交換器１２を通過していない外気、または屋内空気を回収部２１に供給する第２送風機３１をさらに備える。
これにより、第２送風機３１からの外気または屋内空気を、回収部２１における二酸化炭素の回収に用いることができる。また、吸着剤と接触する空気の温度が高いと、吸着剤による二酸化炭素の吸着効率が低下する場合がある。熱交換器１２を通過していない外気、または屋内空気を回収部２１に供給することにより、吸着効率の低下を抑制することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率が向上する。
これにより、第２送風機３１からの外気または屋内空気を、回収部２１における二酸化炭素の回収に用いることができる。また、吸着剤と接触する空気の温度が高いと、吸着剤による二酸化炭素の吸着効率が低下する場合がある。熱交換器１２を通過していない外気、または屋内空気を回収部２１に供給することにより、吸着効率の低下を抑制することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率が向上する。
【0030】
屋内空気の二酸化炭素濃度は、人間の呼吸に伴って上昇している場合が多い。第２送風機３１により屋内空気を回収部２１に供給する場合、二酸化炭素濃度が高い空気から二酸化炭素を回収することができるため、二酸化炭素の回収効率がより向上する。
【0031】
また、第１送風機１３からの熱交換器１２を通過した空気と、第２送風機３１からの熱交換器１２を通過していない外気または屋内空気とを混合させる場合、第１送風機１３からの空気のみを回収部２１に供給する場合と比べて、回収部２１に供給される空気の温度を下降させることができる。制御部３２が、混合空気の温度を計測する温度センサの計測結果に基づき、第２送風機３１から合流部３３に供給される空気の流量を制御することにより、吸着剤と接触する空気の温度を、二酸化炭素の吸着に適した温度により確実に調整することができる。
【0032】
実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態３に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0033】
【0034】
規制部３５は、第１送風機１３と回収部２１との間に設けられる。規制部３５は、第１送風機１３により生じる気流が回収部２１に到達することを規制する。規制部３５は、例えば、第１送風機１３から回収部２１に向かう気流を遮る板状部材である。
【0035】
本実施の形態では、回収部２１において保持された吸着剤には、第２送風機３１からの空気のみが供給される。第２送風機３１により生じる気流と、吸着剤とを接触させて、吸着剤に二酸化炭素を吸着させる。すなわち、本実施の形態において、回収部２１は、第２送風機３１の送風動力を二酸化炭素の回収に利用する。
【0036】
以上説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、第１送風機１３と回収部２１との間に設けられ、熱交換器１２によって加熱された気流が回収部２１に到達することを規制する規制部３５をさらに備える。
これにより、回収部２１には、熱交換器１２によって加熱された空気は供給されず、第２送風機３１からの熱交換器１２を通過していない外気または屋内空気のみが供給される。したがって、回収部２１に供給される空気の温度の上昇による、吸着剤による二酸化炭素の吸着効率の低下を防止することができる。また、熱交換器１２によって加熱された空気は分離部２３のみに供給されることとなるため、分離部２３に供給される空気の量を増加させることができる。したがって、二酸化炭素の回収効率が向上する。
これにより、回収部２１には、熱交換器１２によって加熱された空気は供給されず、第２送風機３１からの熱交換器１２を通過していない外気または屋内空気のみが供給される。したがって、回収部２１に供給される空気の温度の上昇による、吸着剤による二酸化炭素の吸着効率の低下を防止することができる。また、熱交換器１２によって加熱された空気は分離部２３のみに供給されることとなるため、分離部２３に供給される空気の量を増加させることができる。したがって、二酸化炭素の回収効率が向上する。
【0037】
実施の形態４．
次に、実施の形態４に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態４に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0038】
【0039】
第２ヒートポンプ装置４０は、第１送風機１３と、回収部２１および分離部２３との間に設けられる。第２ヒートポンプ装置４０は、蒸発器４１と、凝縮器４２と、圧縮機４３と、膨張弁４４と、を有する。
【0040】
第２ヒートポンプ装置４０においては、冷媒が、蒸発器４１と凝縮器４２との間を循環する。具体的には、圧縮機４３により圧縮された気体状態の冷媒が、凝縮器４２に流れる。凝縮器４２内の冷媒は周囲の空気と熱交換して周囲の空気を加熱する。熱交換によって液体状態となった冷媒は、膨張弁４４により膨張させられ、蒸発器４１に流入する。蒸発器４１内の冷媒は周囲の空気と熱交換して周囲の空気を冷却する。熱交換によって気体状態となった冷媒は圧縮機４３に戻される。
【0041】
蒸発器４１は、第１送風機１３と回収部２１との間に位置する。本実施の形態では、第１ダクト２２は、第１送風機１３と蒸発器４１との間に設けられ、第１送風機１３から蒸発器４１まで気流を伝える。第１送風機１３からの空気は、蒸発器４１を通過することにより冷却され、回収部２１に供給される。また、第１送風機１３からの空気は、蒸発器４１を通過することにより除湿される。
【0042】
凝縮器４２は、第１送風機１３と分離部２３との間に位置する。本実施の形態では、第２ダクト２４は、第１送風機１３と凝縮器４２との間に設けられ、第１送風機１３から凝縮器４２まで気流を伝える。第１送風機１３からの空気は、凝縮器４２を通過することにより加熱され、分離部２３に供給される。
【0043】
以上説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、蒸発器４１および凝縮器４２を有する第２ヒートポンプ装置４０をさらに備える。蒸発器４１は第１送風機１３と回収部２１との間に位置し、凝縮器４２は第１送風機１３と分離部２３との間に位置する。
蒸発器４１によって第１送風機１３からの空気を冷却することにより、回収部２１に供給される空気の温度を、吸着剤による二酸化炭素の吸着に適した温度に調整することができる。凝縮器４２によって第１送風機１３からの空気を加熱することにより、分離部２３に供給される空気の温度を、吸着剤からの二酸化炭素の分離に適した温度に調整することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。また、吸着剤と接触する空気の湿度が高いと、吸着剤による二酸化炭素の吸着効率が低下する可能性がある。蒸発器４１により、回収部２１に供給される空気の除湿を行うことで、吸着効率の低下を防止することができる。
なお、吸着剤による二酸化炭素の吸着に適した温度は、例えば、５～３０℃であり、吸着剤からの二酸化炭素の分離に適した温度は、例えば、６０～１２０℃である。本開示はこれに限られず、適正温度は、吸着剤の具体的な材質によって異なる。
蒸発器４１によって第１送風機１３からの空気を冷却することにより、回収部２１に供給される空気の温度を、吸着剤による二酸化炭素の吸着に適した温度に調整することができる。凝縮器４２によって第１送風機１３からの空気を加熱することにより、分離部２３に供給される空気の温度を、吸着剤からの二酸化炭素の分離に適した温度に調整することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。また、吸着剤と接触する空気の湿度が高いと、吸着剤による二酸化炭素の吸着効率が低下する可能性がある。蒸発器４１により、回収部２１に供給される空気の除湿を行うことで、吸着効率の低下を防止することができる。
なお、吸着剤による二酸化炭素の吸着に適した温度は、例えば、５～３０℃であり、吸着剤からの二酸化炭素の分離に適した温度は、例えば、６０～１２０℃である。本開示はこれに限られず、適正温度は、吸着剤の具体的な材質によって異なる。
【0044】
ここで、第１ヒートポンプ装置が、室内を冷房および暖房する機能を有する空気調和機である場合、第１ヒートポンプ装置は、季節、気温等に応じて、冷房運転および暖房運転を行う。
第１送風機１３は、第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う際に、熱交換器１２によって冷却された気流を、蒸発器４１を通過させて回収部２１に供給するとともに、凝縮器４２を通過させて分離部２３に供給する。
熱交換器１２によって冷却された気流を、凝縮器４２によって加熱して、分離部２３に供給することができる。したがって、第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う場合であっても、二酸化炭素の回収および分離を行うことができる。
第１送風機１３は、第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う際に、熱交換器１２によって冷却された気流を、蒸発器４１を通過させて回収部２１に供給するとともに、凝縮器４２を通過させて分離部２３に供給する。
熱交換器１２によって冷却された気流を、凝縮器４２によって加熱して、分離部２３に供給することができる。したがって、第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う場合であっても、二酸化炭素の回収および分離を行うことができる。
【0045】
また、本実施の形態では、第２ヒートポンプ装置４０が、冷媒が臨界圧力よりも高い圧力で動作する遷臨界ヒートポンプサイクルであることが好ましい。遷臨界ヒートポンプサイクルに用いられる作動流体は、二酸化炭素冷媒を主成分とする冷媒である。遷臨界ヒートポンプサイクルに用いられる作動流体としては、二酸化炭素冷媒、二酸化炭素冷媒を用いた混合冷媒、等が挙げられる。
【0046】
まず、図１２Ａを参照して、冷媒が臨界圧力よりも低い圧力で動作する一般的な蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルについて説明する。図１２Ａは、一般的な蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルのＴ－ｓ線図の一例である。図１２Ｂは、ヒートポンプサイクルの概略図である。図１２Ａにおいて、縦軸は温度であり、横軸はエントロピーである。図１２Ａに示されるように、一般的な蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルでは、凝縮器４２の内部を流れる冷媒は、ガス単相領域（状態１から状態１ａまでの領域）と、気液二相領域（状態１ａから状態１ｂまでの領域）と、液単相領域（状態１ｂから状態２までの領域）とを有する。気液二相領域（状態１ａから状態１ｂまでの領域）は潜熱領域であり、この領域においては、温度変化を伴わずに、ガス冷媒が液化していく。凝縮器４２により分離部の上流の空気を加熱する際には、状態１から状態２へ至る過程において冷媒と空気との温度差が大きいことが好ましい。しかしながら、一般的な蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルでは、状態１から状態２までの領域における、潜熱領域である気液二相領域（状態１ａから状態１ｂまでの領域）の割合が大きいため、冷媒と空気との温度差をつけにくい。
【0047】
図１３は、遷臨界ヒートポンプサイクルのＴ－ｓ線図の一例である。図１３において、縦軸は温度であり、横軸はエントロピーである。図１３に示されるように、遷臨界ヒートポンプサイクルでは、凝縮器４２の内部を流れる冷媒は、超臨界状態の冷媒となる。超臨界状態の冷媒は、比熱が変化するため、潜熱領域を有しておらず、状態１から状態２へ至る過程の全体において冷媒の温度が変化する。したがって、冷媒と空気との温度差を作りやすく、エネルギーロスを減少させることができる。また、冷媒の温度が変化しやすいため、冷媒を昇温させやすい。
このため、第２ヒートポンプ装置４０が遷臨界ヒートポンプサイクルである場合、第１送風機１３からの空気を、凝縮器４２で効率よく加熱することができる。したがって、分離部２３に供給する空気の温度を上昇させることができ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。
このため、第２ヒートポンプ装置４０が遷臨界ヒートポンプサイクルである場合、第１送風機１３からの空気を、凝縮器４２で効率よく加熱することができる。したがって、分離部２３に供給する空気の温度を上昇させることができ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。
【0048】
あるいは、第２ヒートポンプ装置４０は、沸点の異なる非共沸混合冷媒を作動流体として用いてもよい。例えば、混合冷媒として、二酸化炭素を主成分とし、他の沸点の異なる冷媒（プロパン、フロン等）を混ぜたものを用いてもよい。
図１４は、非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプサイクルのＴ－ｓ線図の一例である。図１４において、縦軸は温度であり、横軸はエントロピーである。非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプサイクルでは、混合冷媒の沸点が異なるため、凝縮器４２の内部を流れる冷媒は、温度変化を伴う潜熱領域（状態１ａから状態１ｂまでの領域）を有する。潜熱領域においても冷媒の温度が変化するため、冷媒と空気との温度差を作りやすく、冷媒を昇温させやすい。
このため、第２ヒートポンプ装置４０が沸点の異なる非共沸混合冷媒を作動流体として用いる場合、第１送風機１３からの空気を、凝縮器４２で効率よく加熱することができる。したがって、分離部２３に供給する空気の温度を上昇させることができ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。また、単一の冷媒を作動流体として利用する場合に比べて、第２ヒートポンプ装置４０の内部の圧力を下げることができるので、機器の耐圧強度設計を緩和できる。
図１４は、非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプサイクルのＴ－ｓ線図の一例である。図１４において、縦軸は温度であり、横軸はエントロピーである。非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプサイクルでは、混合冷媒の沸点が異なるため、凝縮器４２の内部を流れる冷媒は、温度変化を伴う潜熱領域（状態１ａから状態１ｂまでの領域）を有する。潜熱領域においても冷媒の温度が変化するため、冷媒と空気との温度差を作りやすく、冷媒を昇温させやすい。
このため、第２ヒートポンプ装置４０が沸点の異なる非共沸混合冷媒を作動流体として用いる場合、第１送風機１３からの空気を、凝縮器４２で効率よく加熱することができる。したがって、分離部２３に供給する空気の温度を上昇させることができ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。また、単一の冷媒を作動流体として利用する場合に比べて、第２ヒートポンプ装置４０の内部の圧力を下げることができるので、機器の耐圧強度設計を緩和できる。
【0049】
実施の形態５．
次に、実施の形態５に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１～４と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態５に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１～４と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0050】
図５は、実施の形態５に係る二酸化炭素回収システム１の模式図である。
本実施の形態は、実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせたものである。すなわち、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、室外機１０と、回収部２１と、分離部２３と、第２送風機３１と、制御部３２と、合流部３３と、第２ヒートポンプ装置４０と、を備える。
本実施の形態は、実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせたものである。すなわち、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、室外機１０と、回収部２１と、分離部２３と、第２送風機３１と、制御部３２と、合流部３３と、第２ヒートポンプ装置４０と、を備える。
【0051】
本実施の形態では、合流部３３は、第１送風機１３と蒸発器４１との間に配置される。第１ダクト２２は、第１送風機１３と合流部３３との間に設けられ、第１送風機１３から蒸発器４１に向けて気流を伝える。合流部３３は、第１送風機１３からの熱交換器１２を通過した空気と、第２送風機３１からの熱交換器１２を通過していない外気または屋内空気とを混合し、この混合空気を蒸発器４１に向けて送り出す。混合空気は、蒸発器４１を通過することにより冷却され、回収部２１に供給される。
【0052】
また、本実施の形態では、温度センサは、回収部２１の直前に設けられ、回収部２１に供給される直前の空気（すなわち、蒸発器４１を通過後の空気）の温度を計測する。制御部３２は、この温度センサの計測結果に基づき、第２送風機３１から合流部３３に供給される空気の流量を制御する。
【0053】
以上説明したように、本実施の形態では、第２送風機３１は、熱交換器１２を通過していない外気、または屋内空気を、蒸発器４１を通過させて回収部２１に供給する。
これにより、第２送風機３１からの外気または屋内空気を、回収部２１における二酸化炭素の回収に用いることができる。また、蒸発器４１により、第２送風機３１からの外気または屋内空気を冷却および除湿して、回収部２１に供給することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率が向上する。
これにより、第２送風機３１からの外気または屋内空気を、回収部２１における二酸化炭素の回収に用いることができる。また、蒸発器４１により、第２送風機３１からの外気または屋内空気を冷却および除湿して、回収部２１に供給することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率が向上する。
【0054】
また、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う際に、第１送風機１３による気流を、第２送風機３１により送り出される外気または屋内空気と混合させることで、温度を上昇させて回収部２１に供給する。
第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う際には、第１送風機１３による気流は熱交換器１２により冷却されるが、回収部２１に供給される空気の温度が低すぎると、二酸化炭素の吸着効率が低下する場合がある。第１送風機１３による気流を、第２送風機３１により送り出される外気または屋内空気と混合させることで、温度を上昇させて回収部２１に供給する。これにより、二酸化炭素の吸着効率の低下を防止することができる。
第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う際には、第１送風機１３による気流は熱交換器１２により冷却されるが、回収部２１に供給される空気の温度が低すぎると、二酸化炭素の吸着効率が低下する場合がある。第１送風機１３による気流を、第２送風機３１により送り出される外気または屋内空気と混合させることで、温度を上昇させて回収部２１に供給する。これにより、二酸化炭素の吸着効率の低下を防止することができる。
【0055】
第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う際には、屋内空気の温度は外気の温度よりも高くなる。第１送風機１３による気流を、第２送風機３１により送り出される屋内空気と混合させる場合、第１送風機１３による気流の温度をより効果的に上昇させることができる。
【0056】
実施の形態６．
次に、実施の形態６に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態５と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態６に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態５と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0057】
図６は、実施の形態６に係る二酸化炭素回収システム１の模式図である。
本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１は、規制部３５をさらに備えている。
本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１は、規制部３５をさらに備えている。
【0058】
本実施の形態では、規制部３５は、第１ダクト２２または第２ダクト２４に設けられる。規制部３５は、第１送風機１３により生じる気流の少なくとも一部が蒸発器４１または凝縮器４２に到達することを規制する。
例えば、規制部３５は、第１ダクト２２または第２ダクト２４に設けられ、第１送風機１３から蒸発器４１または凝縮器４２に向かう気流を遮る板状部材であってもよい。規制部３５は、第１ダクト２２と第２ダクト２４との間で移動可能であってもよい。この場合、第１ダクト２２または第２ダクト２４に対する規制部３５の位置を変更することにより、規制部３５による第１ダクト２２または第２ダクト２４の流路開放率が変更される。
規制部３５は、第１ダクト２２および第２ダクト２４にそれぞれ設けられる流量制御弁であってもよい。この場合、第１ダクト２２に設けられる流量制御弁の開度を変更することにより、規制部３５による第１ダクト２２の流路開放率が変更され、第２ダクト２４に設けられる流量制御弁の開度を変更することにより、規制部３５による第２ダクト２４の流路開放率が変更される。
例えば、規制部３５は、第１ダクト２２または第２ダクト２４に設けられ、第１送風機１３から蒸発器４１または凝縮器４２に向かう気流を遮る板状部材であってもよい。規制部３５は、第１ダクト２２と第２ダクト２４との間で移動可能であってもよい。この場合、第１ダクト２２または第２ダクト２４に対する規制部３５の位置を変更することにより、規制部３５による第１ダクト２２または第２ダクト２４の流路開放率が変更される。
規制部３５は、第１ダクト２２および第２ダクト２４にそれぞれ設けられる流量制御弁であってもよい。この場合、第１ダクト２２に設けられる流量制御弁の開度を変更することにより、規制部３５による第１ダクト２２の流路開放率が変更され、第２ダクト２４に設けられる流量制御弁の開度を変更することにより、規制部３５による第２ダクト２４の流路開放率が変更される。
【0059】
制御部３２は、第１ヒートポンプ装置の運転モード等に応じて、規制部３５による第１ダクト２２および第２ダクト２４の流路開放率を制御する。
【0060】
例えば、第１ヒートポンプ装置が冷房運転を行う場合には、制御部３２は、第１ダクト２２の流路開放率が０％となり、第２ダクト２４の流路開放率が１００％となるよう、規制部３５を制御する。例えば、規制部３５が板状部材である場合、図６に示されるように、制御部３２は、規制部３５を第１ダクト２２に移動させる。規制部３５が流量制御弁である場合、制御部３２は、第１ダクト２２に設けられる流量制御弁の開度を０％とし、第２ダクト２４に設けられる流量制御弁の開度を１００％とする。これにより、熱交換器１２によって加熱された気流が蒸発器４１に到達すること（すなわち、回収部２１に供給されること）が規制される。したがって、回収部２１に供給される空気の温度の上昇による、吸着剤による二酸化炭素の吸着効率の低下を防止することができる。
【0061】
第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う場合には、制御部３２は、第１ダクト２２の流路開放率が１００％となり、第２ダクト２４の流路開放率が０％となるよう、規制部３５を制御する。例えば、規制部３５が板状部材である場合、制御部３２は、規制部３５を第２ダクト２４に移動させる。規制部３５が流量制御弁である場合、制御部３２は、第１ダクト２２に設けられる流量制御弁の開度を１００％とし、第２ダクト２４に設けられる流量制御弁の開度を０％とする。これにより、熱交換器１２によって冷却された気流が凝縮器４２に到達すること（すなわち、分離部２３に供給されること）が規制される。したがって、分離部２３に供給される空気の温度の低下による、二酸化炭素の回収効率の低下を防止することができる。なお、この場合には、第２送風機３１は、凝縮器４２（すなわち、分離部２３）に向けて送風してもよい。
【0062】
制御部３２による上記の流路開放率の制御はこれに限られず、季節ごとの条件に応じて任意に流路開放率を変更してもよい。
例えば、制御部３２は、第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う場合にも、第１ダクト２２の流路開放率が０％となり、第２ダクト２４の流路開放率が１００％となるよう、規制部３５を制御してもよい。この場合であっても、熱交換器１２によって冷却された気流を、凝縮器４２によって加熱して、分離部２３に供給することができるため、二酸化炭素の分離を行うことができる。また、第１送風機１３からの空気は熱交換器１２を通過することで除湿されているため、凝縮器４２により温度を上昇させやすい。
また、制御部３２は、第１ダクト２２および第２ダクト２４の流路開放率を、０～１００％の間の任意の値に設定することができる。
例えば、制御部３２は、第１ヒートポンプ装置が暖房運転を行う場合にも、第１ダクト２２の流路開放率が０％となり、第２ダクト２４の流路開放率が１００％となるよう、規制部３５を制御してもよい。この場合であっても、熱交換器１２によって冷却された気流を、凝縮器４２によって加熱して、分離部２３に供給することができるため、二酸化炭素の分離を行うことができる。また、第１送風機１３からの空気は熱交換器１２を通過することで除湿されているため、凝縮器４２により温度を上昇させやすい。
また、制御部３２は、第１ダクト２２および第２ダクト２４の流路開放率を、０～１００％の間の任意の値に設定することができる。
【0063】
以上説明したように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１は、蒸発器４１および凝縮器４２を有する第２ヒートポンプ装置４０と、第１送風機１３から蒸発器４１に向けて気流を伝える第１ダクト２２または第１送風機１３から凝縮器４２に向けて気流を伝える第２ダクト２４に設けられ、第１送風機１３により生じる気流の少なくとも一部が蒸発器４１または凝縮器４２に到達することを規制する規制部３５と、規制部３５による第１ダクト２２および第２ダクト２４の流路開放率を制御する制御部３２と、を備える。
第１ヒートポンプ装置の運転モード等に応じて、規制部３５による第１ダクト２２および第２ダクト２４の流路開放率を制御することにより、二酸化炭素をより効率的に回収することができる。
第１ヒートポンプ装置の運転モード等に応じて、規制部３５による第１ダクト２２および第２ダクト２４の流路開放率を制御することにより、二酸化炭素をより効率的に回収することができる。
【0064】
実施の形態７．
次に、実施の形態７に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態６と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態７に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態６と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0065】
【0066】
ヒータ４６は、凝縮器４２と分離部２３との間に配置される。ヒータ４６は、凝縮器４２を通過することにより加熱された空気をさらに加熱し、分離部２３に供給する。これにより、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができる。
【0067】
実施の形態８．
次に、実施の形態８に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態５と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態８に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態５と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0068】
図８は、実施の形態８に係る二酸化炭素回収システム１の模式図である。
図８に示されるように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１が、第２ヒートポンプ装置４０の代わりに、第２ヒートポンプ装置６０を備えている。
図８に示されるように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１が、第２ヒートポンプ装置４０の代わりに、第２ヒートポンプ装置６０を備えている。
【0069】
第２ヒートポンプ装置６０は、第１送風機１３と、回収部２１および分離部２３との間に設けられる。第２ヒートポンプ装置６０は、蒸発器６１と、第１凝縮器６２と、第２凝縮器６３と、圧縮機６４と、第１調整弁６５と、第２調整弁６６と、有する。
【0070】
蒸発器６１は、第１送風機１３と合流部３３との間に位置する。第１送風機１３からの空気、および第２送風機３１からの空気の一部は、蒸発器６１を通過することにより冷却され、合流部３３に供給される。
第２凝縮器６３は、第１送風機１３と合流部３３との間に位置する。第１送風機１３からの空気、および第２送風機３１からの空気の他の一部は、第２凝縮器６３を通過することにより加熱され、合流部３３に供給される。
第２凝縮器６３は、第１送風機１３と合流部３３との間に位置する。第１送風機１３からの空気、および第２送風機３１からの空気の他の一部は、第２凝縮器６３を通過することにより加熱され、合流部３３に供給される。
【0071】
合流部３３は、第２ヒートポンプ装置６０と、回収部２１との間に配置される。合流部３３は、蒸発器６１により冷却された空気と、第２凝縮器６３により加熱された空気とを混合し、この混合空気を回収部２１に供給する。
【0072】
第１凝縮器６２は、第１送風機１３と分離部２３との間に位置する。第１送風機１３からの空気は、第１凝縮器６２を通過することにより加熱され、分離部２３に供給される。
【0073】
第１調整弁６５は、蒸発器６１と第２凝縮器６３との間に位置する。第１調整弁６５は、冷媒を膨張させる膨張弁である。
第２調整弁６６は、第１凝縮器６２と第２凝縮器６３との間に位置する。第２調整弁６６は、第１凝縮器６２および第２凝縮器６３を流通する冷媒量を調整する。制御部３２は、合流部３３に設けられる温度センサの計測結果に基づき、第２調整弁６６を制御してもよい。
第２調整弁６６は、第１凝縮器６２と第２凝縮器６３との間に位置する。第２調整弁６６は、第１凝縮器６２および第２凝縮器６３を流通する冷媒量を調整する。制御部３２は、合流部３３に設けられる温度センサの計測結果に基づき、第２調整弁６６を制御してもよい。
【0074】
以上説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、蒸発器６１と、第１凝縮器６２と、第２凝縮器６３と、蒸発器６１と第２凝縮器６３との間に位置する第１調整弁６５と、第１凝縮器６２と第２凝縮器６３との間に位置する第２調整弁６６と、有する第２ヒートポンプ装置６０を備える。蒸発器６１および第２凝縮器６３は第１送風機１３と回収部２１との間に位置し、第１凝縮器６２は第１送風機１３と分離部２３との間に位置する。
蒸発器６１および第２凝縮器６３を用いて、回収部２１に供給される空気の温度をより精度よく調整することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率がより向上する。
蒸発器６１および第２凝縮器６３を用いて、回収部２１に供給される空気の温度をより精度よく調整することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率がより向上する。
【0075】
実施の形態９．
次に、実施の形態９に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態８と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態９に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態８と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0076】
【0077】
全熱交換器７１は、第２送風機３１の上流側に配置される。第２送風機３１は、全熱交換器７１を通過した屋内空気を回収部２１に供給する。これにより、屋内空気の排熱が全熱交換器７１を用いて回収された後に、回収部２１に供給される。したがって、システム全体としてのエネルギー効率を向上させることができる。
【0078】
実施の形態１０．
次に、実施の形態１０に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態９と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態１０に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態９と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0079】
図１０は、実施の形態１０に係る二酸化炭素回収システム１の模式図である。
図１０に示されるように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１が、第３ヒートポンプ装置８０と、二酸化炭素タンク８５と、第１供給経路８６と、をさらに備えている。
図１０に示されるように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１が、第３ヒートポンプ装置８０と、二酸化炭素タンク８５と、第１供給経路８６と、をさらに備えている。
【0080】
第３ヒートポンプ装置８０は、分離部２３の下流に位置する。第３ヒートポンプ装置８０は、蒸発器８１と、凝縮器（第３凝縮器）８２と、圧縮機８３と、膨張弁８４と、を有する。
【0081】
分離部２３から排出される、高濃度の二酸化炭素を含む気体は、蒸発器８１を通過することにより冷却される。これにより、二酸化炭素が液化される。液化された二酸化炭素は、二酸化炭素タンク８５に貯留される。
【0082】
凝縮器８２は、周囲の流体（例えば空気、水）を加熱する。第１供給経路８６は、凝縮器８２と第２ダクト２４とを接続する。凝縮器８２において加熱された流体は、第１供給経路８６および第２ダクト２４を介して、分離部２３に供給される。なお、凝縮器８２において加熱された流体は、第１供給経路８６を介して、分離部２３に直接供給されてもよい。
【0083】
以上説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、分離部２３において吸着剤から分離された二酸化炭素を液化する第３ヒートポンプ装置８０をさらに備える。
これにより、分離部２３において分離された二酸化炭素を液化して、低容積で保存することができる。
これにより、分離部２３において分離された二酸化炭素を液化して、低容積で保存することができる。
【0084】
また、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、第３ヒートポンプ装置８０の凝縮器８２において加熱された流体を、分離部２３に供給する第１供給経路８６をさらに備える。
これにより、凝縮器８２において加熱された流体の熱を、二酸化炭素の分離の熱源の一部として利用することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができる。
これにより、凝縮器８２において加熱された流体の熱を、二酸化炭素の分離の熱源の一部として利用することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができる。
【0085】
実施の形態１１．
次に、実施の形態１１に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１０と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態１１に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１０と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0086】
【0087】
二酸化炭素が回収された後の気体は、回収部２１から排出される。第２供給経路８８は、回収部２１と第２ダクト２４とを接続する。回収部２１から排出される気体は、第２供給経路８８および第２ダクト２４を介して、分離部２３に供給される。なお、回収部２１から排出される気体は、第２供給経路８８を介して、分離部２３に直接供給されてもよい。
【0088】
以上説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、回収部２１から排出される気体を、分離部２３に供給する第２供給経路８８をさらに備える。
回収部２１において吸着剤が二酸化炭素を吸着するとき、吸着熱が発生する。回収部２１から排出される気体を分離部２３に供給することにより、この吸着熱を、二酸化炭素の分離の熱源の一部として利用することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができる。
回収部２１において吸着剤が二酸化炭素を吸着するとき、吸着熱が発生する。回収部２１から排出される気体を分離部２３に供給することにより、この吸着熱を、二酸化炭素の分離の熱源の一部として利用することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができる。
【0089】
実施の形態１２．
次に、実施の形態１２に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１０と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
次に、実施の形態１２に係る二酸化炭素回収システム１について説明する。本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、基本的な構成は実施の形態１０と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
【0090】
図１５は、実施の形態１２に係る二酸化炭素回収システム１の模式図である。
図１５に示されるように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１が、第３ヒートポンプ装置８０の代わりに、液化システム１００を備えている。
図１５に示されるように、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１が、第３ヒートポンプ装置８０の代わりに、液化システム１００を備えている。
【0091】
液化システム１００は、液化熱交換器１０１と、圧縮機１０３と、ボルテックスチューブ１０４と、を備える。液化システム１００は、ボルテックスチューブ１０４で発生させる冷熱を利用して、分離部２３において吸着剤から分離された二酸化炭素を液化する。なお、液化システム１００は、少なくとも１つの液化熱交換器１０１を備えていればよく、複数の液化熱交換器１０１を備えていてもよい。
【0092】
圧縮機１０３は、大気、乾燥空気等を圧縮した圧縮ガスを、ボルテックスチューブ１０４に供給する。
【0093】
図１６は、ボルテックスチューブ１０４の模式図である。
図１６に示されるように、ボルテックスチューブ１０４は、本体部１０４ａと、冷気出口１０４ｂと、暖気出口１０４ｃと、圧縮ガス供給口１０４ｄと、バルブ１０４ｅと、を有する。
図１６に示されるように、ボルテックスチューブ１０４は、本体部１０４ａと、冷気出口１０４ｂと、暖気出口１０４ｃと、圧縮ガス供給口１０４ｄと、バルブ１０４ｅと、を有する。
【0094】
本体部１０４ａは、長手方向に延びる円筒形状を有する。冷気出口１０４ｂは、本体部１０４ａの長手方向における一端に設けられる。暖気出口１０４ｃは、本体部１０４ａの長手方向における他端に設けられる。
【0095】
圧縮ガス供給口１０４ｄは、本体部１０４ａの側面に設けられる。圧縮ガス供給口１０４ｄは、冷気出口１０４ｂに近接して設けられる。圧縮ガス供給口１０４ｄには、圧縮機１０３から圧縮ガスが供給される。圧縮ガスは、圧縮ガス供給口１０４ｄから、本体部１０４ａの内部に導入される。圧縮ガス供給口１０４ｄは、本体部１０４ａの内部において、圧縮ガス供給口１０４ｄから導入された圧縮ガスが本体部１０４ａの内周面に沿った旋回流を形成するよう構成される。
【0096】
バルブ１０４ｅは、本体部１０４ａの内部に設けられる。バルブ１０４ｅは、暖気出口１０４ｃに近接して設けられる。バルブ１０４ｅにより、旋回流の流路面積が、本体部１０４ａの断面積より絞られる。バルブ１０４ｅは、旋回流を形成するガスの一部を暖気出口１０４ｃから排出させるとともに、残りのガスの排出を妨げる。
【0097】
ボルテックスチューブ１０４の動作について説明する。
まず、圧縮ガスが、圧縮機１０３から圧縮ガス供給口１０４ｄに導入される。圧縮ガスは、本体部１０４ａの内周面に沿った外側旋回流Ｑを形成する。このガスは、本体部１０４ａの内周面に押しつけられながら暖気出口１０４ｃ（バルブ１０４ｅ）に向かって流れる。このガスの温度は、暖気出口１０４ｃに向かうに従い高くなる。また、旋回の遠心力によって、本体部１０４ａの内周面の付近の圧力は、本体部１０４ａの中心部の圧力に比べて高くなる。この圧力差により、本体部１０４ａの内周面の付近を流れるガスの温度は、本体部１０４ａの中心部を流れるガスの温度よりも高くなる。
外側旋回流Ｑを形成するガスがバルブ１０４ｅに到達すると、このガスのうち、本体部１０４ａの内周面の付近を流れて高温となったガスは、バルブ１０４ｅと本体部１０４ａの内周面との間を通って、暖気出口１０４ｃから高温の第１流体Ｆ１として排出される。一方、本体部１０４ａの中心部を流れるガスは、バルブ１０４ｅにより排出を妨げられ、反対側の冷気出口１０４ｂに向けて移動する。このガスは、本体部１０４ａの中心部において内側旋回流Ｐを形成しつつ、冷気出口１０４ｂに向かって流れる。このガスの温度は、冷気出口１０４ｂに向かうに従い低くなる。本体部１０４ａの中心部を流れて低温となったガスは、冷気出口１０４ｂから低温の第２流体Ｆ２として排出される。
圧縮ガス供給口１０４ｄから供給される圧縮ガスの温度をＴ１、暖気出口１０４ｃから排出された第１流体Ｆ１の温度をＴ２、冷気出口１０４ｂから排出された第２流体Ｆ２の温度をＴ３とすると、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３である。
まず、圧縮ガスが、圧縮機１０３から圧縮ガス供給口１０４ｄに導入される。圧縮ガスは、本体部１０４ａの内周面に沿った外側旋回流Ｑを形成する。このガスは、本体部１０４ａの内周面に押しつけられながら暖気出口１０４ｃ（バルブ１０４ｅ）に向かって流れる。このガスの温度は、暖気出口１０４ｃに向かうに従い高くなる。また、旋回の遠心力によって、本体部１０４ａの内周面の付近の圧力は、本体部１０４ａの中心部の圧力に比べて高くなる。この圧力差により、本体部１０４ａの内周面の付近を流れるガスの温度は、本体部１０４ａの中心部を流れるガスの温度よりも高くなる。
外側旋回流Ｑを形成するガスがバルブ１０４ｅに到達すると、このガスのうち、本体部１０４ａの内周面の付近を流れて高温となったガスは、バルブ１０４ｅと本体部１０４ａの内周面との間を通って、暖気出口１０４ｃから高温の第１流体Ｆ１として排出される。一方、本体部１０４ａの中心部を流れるガスは、バルブ１０４ｅにより排出を妨げられ、反対側の冷気出口１０４ｂに向けて移動する。このガスは、本体部１０４ａの中心部において内側旋回流Ｐを形成しつつ、冷気出口１０４ｂに向かって流れる。このガスの温度は、冷気出口１０４ｂに向かうに従い低くなる。本体部１０４ａの中心部を流れて低温となったガスは、冷気出口１０４ｂから低温の第２流体Ｆ２として排出される。
圧縮ガス供給口１０４ｄから供給される圧縮ガスの温度をＴ１、暖気出口１０４ｃから排出された第１流体Ｆ１の温度をＴ２、冷気出口１０４ｂから排出された第２流体Ｆ２の温度をＴ３とすると、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３である。
【0098】
すなわち、ボルテックスチューブ１０４は、圧縮機１０３から導入された圧縮ガスを本体部１０４ａの内部で高速で回転させて、この高速回転により発生する旋回流、並びにガスの圧縮および膨張による圧力差を利用して、圧縮ガスを高温の第１流体Ｆ１（暖気）と低温の第２流体Ｆ２（冷気）とに分離する。ボルテックスチューブ１０４を用いることにより、簡単な構成で、冷熱を生成することができる。なお、冷熱の温度、熱量等は、例えば、ボルテックスチューブ１０４に供給される圧縮ガスの圧力、温度、流量、第１流体Ｆ１および第２流体Ｆ２の流量、等によって調整することができる。第１流体Ｆ１および第２流体Ｆ２の流量は、バルブ１０４ｅにより調整することができる。
【0099】
冷気出口１０４ｂから排出された第２流体Ｆ２は、液化熱交換器１０１に供給される。液化熱交換器１０１は、第２流体Ｆ２と、分離部２３において吸着剤から分離された二酸化炭素とで熱交換を行うことにより、二酸化炭素を冷却して液化する。液化した二酸化炭素は、二酸化炭素タンク８５に貯留される。
【0100】
図１５に示されるように、暖気出口１０４ｃから排出された第１流体Ｆ１を、第３供給経路１０５を介して分離部２３に供給してもよい。この場合、高温の第１流体Ｆ１の熱を、二酸化炭素の分離の熱源の一部として利用することができる。
また、液化熱交換器１０１での熱交換後の第２流体Ｆ２を、第４供給経路１０６を介して回収部２１に供給してもよい。この場合、ボルテックスチューブ１０４に導入された圧縮ガスのエネルギーを、回収部２１への空気の供給動力として再利用することができる。
なお、第１流体Ｆ１は、分離部２３に供給されなくてもよい。第２流体Ｆ２は、回収部２１に供給されなくてもよい。
また、液化熱交換器１０１での熱交換後の第２流体Ｆ２を、第４供給経路１０６を介して回収部２１に供給してもよい。この場合、ボルテックスチューブ１０４に導入された圧縮ガスのエネルギーを、回収部２１への空気の供給動力として再利用することができる。
なお、第１流体Ｆ１は、分離部２３に供給されなくてもよい。第２流体Ｆ２は、回収部２１に供給されなくてもよい。
【0101】
以上説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素回収システム１は、圧縮空気を、第１流体Ｆ１と、第１流体Ｆ１よりも低温の第２流体Ｆ２とに分離して、第１流体Ｆ１および第２流体Ｆ２をそれぞれ排出するボルテックスチューブ１０４と、第２流体Ｆ２と、分離部２３において吸着剤から分離された二酸化炭素とで熱交換することにより、二酸化炭素を液化する液化熱交換器１０１と、をさらに備える。
これにより、分離部２３において分離された二酸化炭素を液化して、低容積で保存することができる。また、簡単な構成で二酸化炭素を液化することができる。
これにより、分離部２３において分離された二酸化炭素を液化して、低容積で保存することができる。また、簡単な構成で二酸化炭素を液化することができる。
【0102】
また、二酸化炭素回収システム１は、ボルテックスチューブ１０４から排出された第１流体Ｆ１を、分離部２３に供給する第３供給経路１０５をさらに備える。
これにより、高温の第１流体Ｆ１の熱を、二酸化炭素の分離の熱源の一部として利用することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができる。
これにより、高温の第１流体Ｆ１の熱を、二酸化炭素の分離の熱源の一部として利用することができる。したがって、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができる。
【0103】
なお、本開示の技術的範囲は前記実施の形態に限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0104】
例えば、実施の形態５では、合流部３３は、蒸発器４１の上流に配置されているが、本開示はこれに限られない。合流部３３は、蒸発器４１の下流に配置されていてもよい。
実施の形態８では、第１送風機１３と回収部２１との間には、１つの蒸発器６１と１つの第２凝縮器６３とが設けられているが、本開示はこれに限られない。第１送風機１３と回収部２１との間に、２以上の蒸発器が設けられていてもよく、２以上の凝縮器が設けられていてもよい。
実施の形態８において、第２凝縮器６３は、蒸発器６１と回収部２１との間に位置していてもよい。この場合、蒸発器６１で除湿した空気を、第２凝縮器６３で加熱し、回収部２１に供給する。
実施の形態８では、第１送風機１３と回収部２１との間には、１つの蒸発器６１と１つの第２凝縮器６３とが設けられているが、本開示はこれに限られない。第１送風機１３と回収部２１との間に、２以上の蒸発器が設けられていてもよく、２以上の凝縮器が設けられていてもよい。
実施の形態８において、第２凝縮器６３は、蒸発器６１と回収部２１との間に位置していてもよい。この場合、蒸発器６１で除湿した空気を、第２凝縮器６３で加熱し、回収部２１に供給する。
【0105】
その他、上記した実施の形態あるいは変形例を、適宜組み合わせてもよい。
例えば、実施の形態９の全熱交換器７１が、実施の形態１～８の二酸化炭素回収システム１に設けられていてもよい。
実施の形態１０の第３ヒートポンプ装置８０および第１供給経路８６が、実施の形態１～８の二酸化炭素回収システム１に設けられていてもよい。
実施の形態１１の第２供給経路８８が、実施の形態１～９の二酸化炭素回収システム１に設けられていてもよい。
実施の形態１２の液化システム１００が、実施の形態１～９の二酸化炭素回収システム１に設けられていてもよい。
例えば、実施の形態９の全熱交換器７１が、実施の形態１～８の二酸化炭素回収システム１に設けられていてもよい。
実施の形態１０の第３ヒートポンプ装置８０および第１供給経路８６が、実施の形態１～８の二酸化炭素回収システム１に設けられていてもよい。
実施の形態１１の第２供給経路８８が、実施の形態１～９の二酸化炭素回収システム１に設けられていてもよい。
実施の形態１２の液化システム１００が、実施の形態１～９の二酸化炭素回収システム１に設けられていてもよい。
【0106】
尚、上述した制御部３２は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した二酸化炭素回収システム１が備える各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述した制御部３２における処理を行ってもよい。また、制御部３２以外のハードウェアが、上述した処理を行ってもよい。
【0107】
ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ及び周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【0108】
また、「コンピュータシステム」は、インターネット又はＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。
【0109】
また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。尚、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に二酸化炭素回収システム１が備える各構成で合体される構成であってもよく、また、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバ又はクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【0110】
１…二酸化炭素回収システム １０…室外機 １２…熱交換器 １３…第１送風機 ２１…回収部 ２２…第１ダクト ２３…分離部 ２４…第２ダクト ３１…第２送風機 ３２…制御部 ３５…規制部 ４０、６０…第２ヒートポンプ装置 ４１、６１…蒸発器 ４２…凝縮器 ４６…ヒータ ６２…第１凝縮器 ６３…第２凝縮器 ６５…第１調整弁 ６６…第２調整弁 ７１…全熱交換器 ８０…第３ヒートポンプ装置 ８２…凝縮器（第３凝縮器） ８６…第１供給経路 ８８…第２供給経路 １００…液化システム １０１…液化熱交換器 １０４…ボルテックスチューブ １０５…第３供給経路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】