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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-19
(54)【発明の名称】空調システムおよび制御方法
(51)【国際特許分類】
B01D 53/26 20060101AFI20240412BHJP
F24F 3/14 20060101ALI20240412BHJP
【ＦＩ】
B01D53/26 200
F24F3/14
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023568433
(86)(22)【出願日】2022-05-04
(85)【翻訳文提出日】2023-12-25
(86)【国際出願番号】 US2022027649
(87)【国際公開番号】W WO2022235782
(87)【国際公開日】2022-11-10
(31)【優先権主張番号】63/184,070
(32)【優先日】2021-05-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523416564
【氏名又は名称】トランゼラ， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】ボナー， ロス
(72)【発明者】
【氏名】ドーソン， マシュー エイチ．
【テーマコード（参考）】
3L053
4D052
【Ｆターム（参考）】
3L053BB02
3L053BB04
3L053BC03
3L053BC08
4D052AA08
4D052CD01
4D052DA08
4D052DB01
4D052FA06
4D052GA01
4D052GB07
4D052GB08
4D052HA01
4D052HA02
4D052HA03
4D052HA49
(57)【要約】
冷却および除湿システムであって、冷却および除湿システムは、ある程度の範囲の露出表面上にコーティングされた乾燥剤を有する少なくとも１つの受動的熱伝達デバイスと、乾燥剤コーティングを有しない別の受動的熱伝達デバイスと、圧縮器であって、冷媒が、圧縮器を通して流動する、圧縮器と、膨張デバイスと、冷媒制御弁と、受動的熱伝達デバイスと関連している空気流を導くための弁とを含む、冷却および除湿システム。一実施形態において、受動的熱伝達デバイスは、管と、フィン熱交換器またはマイクロチャネル熱交換器とを備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空気取り扱いシステムであって、前記空気取り扱いシステムは、複数の受動的熱伝達デバイス間で熱エネルギーを移動させるように構成されたヒートポンプであって、前記複数の受動的熱伝達デバイスは、前記ヒートポンプと熱的に接触している前記複数の受動的熱伝達デバイスのうちの少なくとも１つの第１の表面と、前記複数の受動的熱伝達デバイスのうちの少なくとも１つの第２の表面とを画定し、前記第２の表面は、前記ヒートポンプへの熱の伝達または前記ヒートポンプからの熱の伝達を可能にするために露出されている、ヒートポンプと、
少なくとも１つの受動的熱伝達デバイスの前記露出表面と熱接触しており、水分を空気と交換するように構成された乾燥剤と、
乾燥剤を伴う前記複数の受動的熱伝達デバイスへおよびそれからブロセスおよび再生空気を導くように構成された複数の空気方向弁と、
２つの動作モード間で前記ヒートポンプにおける熱流動の方向を変更するように構成されたヒートポンプ逆転デバイスと、
空気方向弁、逆転デバイス、およびヒートポンプ動作を制御するための通信ラインを伴う制御システムと、
乾燥剤再生時間が変調される制御モードを動作させる制御動作プロセスと
を備えている、空気取り扱いシステム。
【請求項2】
前記受動的熱伝達デバイスは、管と、フィン熱交換器またはマイクロチャネル熱交換器とを備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記乾燥剤は、前記熱交換器フィンの前記露出表面上のコーティングを形成する、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記乾燥剤は、部分的なコーティングを形成し、コーティングされていない区分が、空気流に最初にさらされ、その後、乾燥剤コーティングされた第２の区分が、空気流にさらされる、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
顕熱を周囲空気と交換するために構成された乾燥剤を伴わない受動的熱伝達デバイスをさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
顕熱を室内空気と交換するために構成された乾燥剤を伴わない受動的熱伝達デバイスをさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
前記乾燥剤は、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、または金属有機構造体（ＭＯＦ）材料のうちの少なくとも１つを備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
空間内の空気を取り扱う方法であって、前記方法は、ヒートポンプを用いて、複数の受動的熱伝達デバイス間で熱エネルギーを移動させるステップであって、前記複数の受動的熱伝達デバイスうちの少なくとも１つの第１の表面が、前記ヒートポンプと熱的に接触しており、前記複数の受動的熱伝達デバイスのうちの少なくとも１つの第２の表面が、前記ヒートポンプへの熱の伝達および前記ヒートポンプからの熱の伝達を可能にするために、露出されている、ステップと、
少なくとも１つの受動的熱伝達デバイスの前記露出表面と熱接触しており、水分を空気と交換するように構成された乾燥剤を提供するステップと、
複数の空気方向弁を通して、乾燥剤を伴う前記複数の受動的熱伝達デバイスへおよびそれからブロセスおよび再生空気を導くステップと、
２つの動作モード間で前記ヒートポンプにおける熱流動の方向を変更するステップと、
制御動作モードにおいて、前記複数の空気方向弁、逆転デバイス、およびヒートポンプ動作を制御し、乾燥剤再生時間を変調するステップと
を含む、方法。
【請求項9】
前記受動的熱伝達デバイスは、管と、フィン熱交換器またはマイクロチャネル熱交換器とを備えている、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記乾燥剤は、前記熱交換器フィンの前記露出表面上のコーティングを形成する、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記乾燥剤は、部分的なコーティングを形成し、コーティングされていない区分が、空気流に最初にさらされ、その後、乾燥剤コーティングされた第２の区分が、空気流にさらされる、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
乾燥剤を伴わない受動的熱伝達デバイスを使用して、顕熱を周囲空気と交換することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項13】
乾燥剤を伴わない受動的熱伝達デバイスを使用して、顕熱を室内空気と交換することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項14】
前記乾燥剤は、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、または金属有機構造体（ＭＯＦ）材料のうちの少なくとも１つを備えている、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空間に冷却および除湿を提供するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
冷却に関する増大する需要は、環境、電力網インフラストラクチャ、地球規模の気候上に膨大な負担を課している。冷却に関する世界の需要を満たしながら、その悪影響を最小化することは、我々の時代の決定的な課題の１つであろう。この課題は、今日の空調システムを再設計し、新しい材料および化学的プロセスを利用することによって対処されることができる。
【0003】
従来の蒸気圧縮ベースの空調システムは、冷却コイルに空気を通すことによって、冷却および除湿を提供する。コイルは、コイルを通した冷媒の流動によって、空気より低い温度において維持される。顕熱冷却は、進入する空気より冷たい冷却コイルに空気を通し、空気から冷媒への熱伝達を結果としてもたらし、空気の温度を低下させることによって達成される。潜熱冷却または除湿は、進入する空気の露点を下回る冷却コイルに空気を通すことによって達成される。これは、空気からの水分を結果としてもたらし、コイル表面上に凝縮物を形成し、気化の潜熱を冷媒に伝達する。そのようなシステムでは、顕熱除去と潜熱除去とは、結合され、それによって、顕熱冷却または潜熱冷却のいずれかは、制御されることができるが、両方は、制御されることができない。さらに、高い潜熱負荷を満たすために、冷却コイルは、非常に低い温度において動作しなければならず、蒸気圧縮システムの不十分な効率を結果としてもたらす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示は、ある程度の範囲の露出表面上にコーティングされた乾燥剤を伴う少なくとも１つの受動的熱伝達デバイスと、乾燥剤コーティングを伴わない別の受動的熱伝達デバイスと、それを通して冷媒が流動する圧縮器と、膨張デバイスと、冷媒制御弁と、受動的熱伝達デバイスと関連した空気流を導くための弁とを備えている冷却および除湿システムを提供することによって、従来技術の不利点を克服する。
【0005】
例証的実施形態において、空気取り扱いシステムおよび方法は、複数の受動的熱伝達デバイス間で熱エネルギーを移動させるように構成されたヒートポンプを備えている。複数の受動的熱伝達デバイスは、ヒートポンプと熱的に接触している複数の受動的熱伝達デバイスのうちの少なくとも１つの第１の表面と、ヒートポンプへまたはそれから熱の伝達を可能にするために露出された複数の受動的熱伝達デバイスのうちの少なくとも１つの第２の表面とを画定する。乾燥剤が、少なくとも１つの受動的熱伝達デバイスの露出表面と熱接触しており、水分を空気と交換するように構成され得る。複数の空気方向弁が、乾燥剤を伴う複数の受動的熱伝達デバイスへおよびそれからブロセスおよび再生空気を導くように構成されている。ヒートポンプ逆転デバイスが、２つの動作モード間でヒートポンプにおける熱流動の方向を変更するように構成され得、通信ラインを伴う制御システムが、空気方向弁、逆転デバイス、およびヒートポンプ動作を制御し得る。制御動作プロセスが、乾燥剤再生時間が変調される制御モードで動作することができる。例証として、受動的熱伝達デバイスは、管と、フィン熱交換器またはマイクロチャネル熱交換器とを備えていることができる。乾燥剤は、熱交換器フィンの露出表面上のコーティングを形成し得、それは、空気流に最初にさらされるコーティングされていない区分と、その後に続く、空気流にさらされる乾燥剤コーティングされた第２の区分とを伴う部分的なコーティングであり得る。乾燥剤を伴わない受動的熱伝達デバイスが、顕熱を周囲空気と交換するために構成され得、および／または乾燥剤を伴わない受動的熱伝達デバイスが、顕熱を室内空気と交換するために構成され得る。乾燥剤は、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、または金属有機構造体（ＭＯＦ）材料のうちの少なくとも１つを含む任意の容認可能な材料または材料の組み合わせを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
下記の本発明の説明は、付随の図面を参照する。
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
図１Ａおよび図１Ｂは、例示的乾燥剤冷却および除湿システム１００の概略図を示す。動作時、システム１００は、２つの動作モード、すなわち、第１のモード（第１の半サイクルとも称される）と第２のモード（第２の半サイクルとも称される）との間を循環する。図１Ａは、第１の動作モードを図示し、図１Ｂは、第２の動作モードを図示する。システム１００は、圧縮器１０３を備えているヒートポンプと、コーティングされていない（すなわち、乾燥剤材料を伴わない）受動的熱伝達デバイス１０４と、冷媒逆転弁１０５と、第１の乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７と、膨張弁１０８と、第２の乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９とを含む。システム１００は、第１の空気方向弁１１３と、第２の空気方向弁１１４と、第１のファン１１５とをさらに含む。システム１００は、第１の空気ダクト１１９と、第３の空気方向弁１２０と、第４の空気方向弁１２１と、第２のファン１２２と、第２空気ダクト１２３とをさらに含む。システム１００は、第３のファン１２８をさらに含む。
【0020】
図１Ａおよび１Ｂの例に示されるように、圧縮器１０３、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス１０４、冷媒逆転弁１０５、およびファン１２８は、１つ以上の筐体構造内の空気調節される空間の外側に位置し、室外デバイス１０２を形成する。乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７および１０９、空気方向弁１１３、１１４、１２０、および１２１、ファン１１５および１２２、および膨張弁１０８は、１つ以上の筐体構造内の空気調節される空間の内側に位置し、室内デバイス１０１を形成する。室内空間および室外空間は、分割壁１２５によって分離される。室内デバイス１０１および室外デバイス１０２は、分割壁１２５を通過する冷媒ライン１０６および１１０を通して、熱的に接続される。さらに、室内デバイス１０１は、分割壁１２５を通して室外空間まで通過する空気ダクト１１３および１１８に物理的に接続される。
【0021】
システム１００は、図１Ａおよび１Ｂによって示されるように、循環的様式において動作し、２つの動作モード間を交互する。第１の半サイクル中、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９は、ブロセスモードにあり、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７は、再生モードにある。第２の半サイクル中、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９および乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７の役割は、逆転し、したがって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９は、再生モードにあり、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７は、ブロセスモードにある。
【0022】
非限定的な例として、乾燥剤は、当業者にとって明白な任意の適切な材料を含むことができ、それは、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、または金属有機構造体（ＭＯＦ）材料等の乾燥剤材料を使用して、水分を捕捉するように設計される。複数の乾燥剤構造を備えている乾燥剤媒体は、公知の技法および機器に基づいて、例えば、乾燥剤材料の水分を吸収するための能力に影響を及ぼさないセラミックまたはプラスチック等の剛体結合材料内に埋め込まれた活性乾燥剤粉末から成る複合材料を使用して製造／適用され得る。そのようなものは、従来のコーティングまたは積層技法を使用して、熱交換器に適用されるか、または、別様に、例えば、熱交換要素のフィンに適用される。
【0023】
図１Ａは、システム１００の動作の第１の半サイクルを示す。第１の圧力状態における低圧冷媒が、圧縮器１０３に進入し、第１の圧力状態より高い第２の圧力状態（例えば、高圧状態）に圧縮される。冷媒は、次いで、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス１０４を通して流動し、ある程度の熱を周囲気流１２６に解放する。冷媒は、次いで、（第１の弁状態において構成される）冷媒逆転弁１０５を通して流動し、冷媒ライン１０６に導かれる。冷媒は、次いで、冷媒ライン１０６を通して、室外デバイス１０２から室内デバイス１０１まで流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７を通して流動し、ある程度の熱を再生気流１１８に解放する。冷媒は、次いで、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁１０８を通して流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９を通して流動し、ある程度の熱をブロセス空気１１１から吸収する。冷媒は、次いで、冷媒ライン１１０を通して、室内デバイス１０１から室外デバイス１０２まで流動する。冷媒は、次いで、（第１の弁状態における）逆転弁１０５を通して流動し、圧縮器１０３に帰還し、回路を完了する。
【0024】
冷却および除湿されるべきブロセス空気１１１は、空気流入口１１２を通して、室内デバイス１０１に進入し、空気方向弁１１３によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９に導かれる。ブロセス空気は、空気を冷却および除湿する乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９の露出表面の上を通過する。空気からの水分が、乾燥剤の上に吸収され、乾燥剤の水分含量を増加させる。乾燥剤からの吸収熱は、伝導によって、受動的熱伝達デバイス１０９に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。ブロセス気流からの顕熱も、受動的熱伝達デバイス１０９に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。冷却および除湿された空気は、次いで、空気方向弁１１４を通して、ブロセスファン１１５によって引き込まれ、空気流出口１１６を通して、空気調節される空間１１７まで通過する。
【0025】
再生空気１１８は、流入口ダクト１１９を通して、室内デバイス１０１に進入し、空気方向弁１２０によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７に導かれる。再生空気は、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス１０７まで、かつ乾燥剤の上に通過し、通過する空気への乾燥剤からの水分の脱着を引き起こす。このように、乾燥剤は、再生され、次のサイクルを開始する。再生空気は、次いで、空気方向弁１２１通して、ファン１２２によって引き込まれ、室外空間１２４まで流出口ダクト１２３を通る。
【0026】
環境からの周囲空気１２６は、流入口１２７を通して、室外デバイス１０２に進入する。空気は、受動的熱伝達デバイス１０４の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス１０４まで、かつ受動的熱伝達デバイス１０４から空気まで通過する。空気は、ファン１２８によって、受動的熱伝達デバイス１０４から引き込まれ、流出口１２９を通して、室外空間１３０に戻る。
【0027】
図１Ｂは、システム１００の動作の第２の半サイクルを示す。第１の圧力状態における低圧冷媒が、圧縮器１０３に進入し、第１の圧力状態より高い第２の圧力状態（例えば、高圧状態）に圧縮される。冷媒は、次いで、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス１０４を通して流動し、ある程度の熱を周囲気流１２６に解放する。冷媒は、次いで、（第２の弁状態において構成される）冷媒逆転弁１０５を通して流動し、冷媒ライン１１０に導かれる。冷媒は、次いで、冷媒ライン１１０を通して、室外デバイス１０２から室内デバイス１０１まで流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９を通して流動し、ある程度の熱を再生気流１１８に解放する。冷媒は、次いで、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁１０８を通して流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７を通して流動し、ある程度の熱をブロセス空気１１１から吸収する。冷媒は、次いで、冷媒ライン１０６を通して、室内デバイス１０１から室外デバイス１０２まで流動する。冷媒は、次いで、（第２の弁状態における）逆転弁１０５を通して流動し、圧縮器１０３に戻り、回路を完了する。
【0028】
冷却および除湿されるべきブロセス空気１１１は、空気流入口１１２を通して、室内デバイス１０１に進入し、空気方向弁１１３によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７に導かれる。ブロセス空気は、空気を冷却および除湿する乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０７の露出表面の上を通過する。空気からの水分が、乾燥剤の上に吸収され、乾燥剤の水分含量を増加させる。乾燥剤からの吸収熱は、伝導によって、受動的熱伝達デバイス１０７に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。ブロセス気流からの顕熱も、受動的熱伝達デバイス１０７に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。冷却および除湿された空気は、次いで、空気方向弁１１４を通して、ブロセスファン１１５によって引き込まれ、空気流出口１１６を通して、空気調節される空間１１７まで通過する。
【0029】
再生空気１１８は、流入口ダクト１１９を通して、室内デバイス１０１に進入し、空気方向弁１２０によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９に導かれる。再生空気は、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス１０９の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス１０９まで、かつ乾燥剤の上に通過し、通過する空気への乾燥剤からの水分の脱着を引き起こす。このように、乾燥剤は、再生され、次のサイクルを開始する。再生空気は、空気方向弁１２１を通して、ファン１２２によって引き込まれる、室外空間１２４まで流出口ダクト１２３を通る。
【0030】
環境からの周囲空気１２６は、流入口１２７を通して、室外デバイス１０２に進入する。空気は、受動的熱伝達デバイス１０４の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス１０４まで、かつ受動的熱伝達デバイス１０４から空気まで通過する。空気は、ファン１２８によって、受動的熱伝達デバイス１０４から引き込まれ、流出口１２９を通して、室外空間１３０に戻る。
【0031】
システム１００のいくつかの実施形態において、共通のファンが、ファン１１５および１２２の機能を実施するために使用される。システム１００のいくつかの実施形態において、ファン１２２は、１１８と１２４との間の空気流経路に沿った任意の他の場所において設置され得、同様に、ファン１１５は、１１１と１１７との間の空気流経路に沿った任意の他の場所において設置され得る。
【0032】
図２Ａおよび２Ｂは、例示的乾燥剤冷却および除湿システム２００の概略図を示す。動作時、システム２００は、２つの動作モード、すなわち、第１のモード（第１の半サイクルとも称される）と第２のモード（第２の半サイクルとも称される）との間を循環する。図２Ａは、第１の動作モードを図示し、図２Ｂは、第２の動作モードを図示する。システム２００は、圧縮器２０３を備えているヒートポンプと、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス２０９と、冷媒逆転弁２０４と、第１の乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６と、冷媒流動方向および計測デバイス２０８と、第２の乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１とを含む。システム２００は、第１の空気方向弁２１５と、第２の空気方向弁２１６と、第１のファン２１７とをさらに含む。システム２００は、第１の空気ダクト２２１と、第３の空気方向弁２２２と、第４の空気方向弁２２３と、第２のファン２２４と、第２空気ダクト２２５とをさらに含む。システム２００は、第３のファン２３０をさらに含む。
【0033】
図２Ａおよび２Ｂの例に示されるように、圧縮器２０３、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス２０９、冷媒流動方向および計測デバイス２０８、冷媒逆転弁２０４、およびファン２３０は、１つ以上の筐体構造内の空気調節される空間の外側に位置し、室外デバイス２０２を形成する。乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６および２１１、空気方向弁２１５、２１６、２２２、および２２３、およびファン２１７および２２４は、１つ以上の筐体構造内の空気調節される空間の内側に位置し、室内デバイス２０１を形成する。室内空間および室外空間は、分割壁２２７によって分離される。室内デバイス２０１および室外デバイス２０２は、分割壁２２７を通過する冷媒ライン２０５、２０７、２１０、および２１２を通して、熱的に接続される。さらに、室内デバイス２０１は、分割壁２２７を通して室外空間まで通過する空気ダクト２２１および２２５に物理的に接続される。
【0034】
システム２００は、図２Ａおよび２Ｂによって示されるように、循環的様式において動作し、２つの動作モード間を交互する。第１の半サイクル中、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１は、ブロセスモードにあり、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６は、再生モードにある。第２の半サイクル中、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１および乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６は、逆転し、したがって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１は、再生モードにあり、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６は、ブロセスモードにある。両方のモードにおいて、冷媒流動方向および計測デバイス２０８は、最初に、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス２０９に、次いで、その中に含まれる膨張弁に高圧冷媒を通す。図３は、冷媒流動方向および計測デバイス２０８の可能な実施形態を示す。
【0035】
図２Ａは、システム２００の動作の第１の半サイクルを示す。第１の圧力状態における低圧冷媒が、圧縮器２０３に進入し、第１の圧力状態より高い第２の圧力状態（例えば、高圧状態）に圧縮される。冷媒は、次いで、（第１の弁状態において構成される）冷媒逆転弁２０４を通して流動し、冷媒ライン２０５に導かれる。冷媒は、次いで、冷媒ライン２０５を通して、室外デバイス２０２から室内デバイス２０１まで流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６を通して流動し、ある程度の熱を再生気流２２０に解放する。冷媒は、次いで、冷媒ライン２０７を通して、室内デバイス２０１から室外デバイス２０２まで流動する。冷媒は、次いで、冷媒流動方向および計測デバイス２０８を通して、ある程度の熱を周囲気流２２８に解放するコーティングされていない受動的熱伝達デバイス２０９に、次いで、冷媒流動方向および計測デバイス２０８内の膨張弁を通し流動する。冷媒は、次いで、冷媒ライン２１０を通して、室外デバイス２０２から室内デバイス２０１まで流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１を通して流動し、ある程度の熱をブロセス空気２１３から吸収する。冷媒は、次いで、冷媒ライン２１２を通して、室内デバイス２０１から室外デバイス２０２まで流動する。冷媒は、次いで、（第１の弁状態における）逆転弁２０４を通して流動し、圧縮器２０３に戻り、回路を完了する。
【0036】
冷却および除湿されるべきブロセス空気２１３は、空気流入口２１４を通して、室内デバイス２０１に進入し、空気方向弁２１５によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１に導かれる。ブロセス空気は、空気を冷却および除湿する乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１の露出表面の上を通過する。空気からの水分が、乾燥剤の上に吸収され、乾燥剤の水分含量を増加させる。乾燥剤からの吸収熱は、伝導によって、受動的熱伝達デバイス２１１に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。ブロセス気流からの顕熱も、受動的熱伝達デバイス２１１に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。冷却および除湿された空気は、次いで、空気方向弁２１６を通して、ブロセスファン２１７によって引き込まれ、空気流出口２１８を通して、空気調節される空間２１９まで通過する。
【0037】
再生空気２２０は、流入口ダクト２２１を通して、室内デバイス２０１に進入し、空気方向弁２２２によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６に導かれる。再生空気は、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス２０６まで、かつ乾燥剤の上に通過し、通過する空気への乾燥剤からの水分の脱着を引き起こす。このように、乾燥剤は、再生され、次のサイクルを開始する。再生空気は、次いで、空気方向弁２２３を通して、ファン２２４によって引き込まれ、室外空間２２６まで流出口ダクト２２５を通る。
【0038】
環境からの周囲空気２２８は、流入口２２９を通して、室外デバイス２０２に進入する。空気は、受動的熱伝達デバイス２０９の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス２０９まで、かつ受動的熱伝達デバイス２０９から空気まで通過する。空気は、ファン２３０によって、受動的熱伝達デバイス２０９から引き込まれ、流出口２３１を通して、室外空間２３２に戻る。
【0039】
図２Ｂは、システム２００の動作の第２の半サイクルを示す。第１の圧力状態における低圧冷媒が、圧縮器２０３に進入し、第１の圧力状態より高い第２の圧力状態（例えば、高圧状態）に圧縮される。冷媒は、次いで、（第２の弁状態において構成される）冷媒逆転弁２０４を通して流動し、冷媒ライン２１２に導かれる。冷媒は、次いで、冷媒ライン２１２を通して、室外デバイス２０２から室内デバイス２０１まで流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１を通して流動し、ある程度の熱を再生気流２２０に解放する。冷媒は、次いで、冷媒ライン２１０を通して、室内デバイス２０１から室外デバイス２０２まで流動する。冷媒は、次いで、冷媒流動方向および計測デバイス２０８を通して、ある程度の熱を周囲気流２２８に解放するコーティングされていない受動的熱伝達デバイス２０９に、次いで、冷媒流動方向および計測デバイス２０８内の膨張弁を通して流動する。冷媒は、次いで、冷媒ライン２０７を通して、室外デバイス２０２から室内デバイス２０１まで流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６を通して流動し、ある程度の熱をブロセス空気２１３から吸収する。冷媒は、次いで、冷媒ライン２０５を通して、室内デバイス２０１から室外デバイス２０２まで流動する。冷媒は、次いで、（第２の弁状態における）逆転弁２０４を通して流動し、圧縮器２０３に戻り、回路を完了する。
【0040】
冷却および除湿されるべきブロセス空気２１３は、空気流入口２１４を通して、室内デバイス２０１に進入し、空気方向弁２１５によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６に導かれる。ブロセス空気は、空気を冷却および除湿する乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２０６の露出表面の上を通過する。空気からの水分が、乾燥剤の上に吸収され、乾燥剤の水分含量を増加させる。乾燥剤からの吸収熱は、伝導によって、受動的熱伝達デバイス２０６に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。ブロセス気流からの顕熱も、受動的熱伝達デバイス２０６に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。冷却および除湿された空気は、次いで、空気方向弁２１６を通して、ブロセスファン２１７によって引き込まれ、空気流出口２１８を通して、空気調節される空間２１９まで通過する。
【0041】
再生空気２２０は、流入口ダクト２２１を通して、室内デバイス２０１に進入し、空気方向弁２２２によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１に導かれる。再生空気は、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス２１１の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス２１１まで、かつ乾燥剤の上に通過し、通過する空気への乾燥剤からの水分の脱着を引き起こす。このように、乾燥剤は、再生され、次のサイクルを開始する。再生空気は、次いで、空気方向弁２２３を通して、ファン２２４によって引き込まれ、室外空間２２６まで流出口ダクト２２５を通る。
【0042】
環境からの周囲空気２２８は、流入口２２９を通して、室外デバイス２０２に進入する。空気は、受動的熱伝達デバイス２０９の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス２０９まで、かつ受動的熱伝達デバイス２０９から空気まで通過する。空気は、ファン２３０によって、受動的熱伝達デバイス２０９から引き込まれ、流出口２３１を通して、室外空間２３２に戻る。
【0043】
システム２００のいくつかの実施形態において、冷媒流動方向および計測デバイス２０８は、室外デバイス２０２の代わりに、室内デバイス２０１内に位置する。
【0044】
システム１００および２００のいくつかの実施形態において、空気切り替え弁が、代替の構成において配置され、それによって、２つの流入口空気弁が、空気調節される空間からの帰還空気と流入口空気ダクトを通した外気との間で選択するように配置される。さらに、２つの退出弁が、空気調節される空間の供給ダクトと排出空気ダクトを通した外気との間で選択するように配置される。本実施形態において、各乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイスは、単一の流入口空気弁および単一の退出空気弁に関連付けられる。
【0045】
図３Ａおよび３Ｂは、例示的乾燥剤冷却および除湿システム３００の概略図を示す。動作時、システム３００は、２つの動作モード、すなわち、第１のモード（第１の半サイクルとも称される）と第２のモード（第２の半サイクルとも称される）との間を循環する。図３Ａは、第１の動作モードを図示し、図３Ｂは、第２の動作モードを図示する。システム３００は、圧縮器３０４を備えているヒートポンプと、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３０５と、冷媒逆転弁３０７と、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０と、膨張弁３０８と、第２のコーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０とを含む。システム３００は、第１の空気方向弁３１９と、第２の空気方向弁３２２と、第１のファン３２１とをさらに含む。システム３００は、空気ダクト３３１および３３２と、第２のファン３２７と、第３のファン３１４とをさらに含む。
【0046】
図３Ａおよび３Ｂの例に示されるように、圧縮器３０４、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３０５、およびファン３２７は、１つ以上の筐体構造内の空気調節される空間の外側に位置し、室外デバイス３０３を形成する。乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０、空気方向弁３１９および３２２、ファン３２１、逆転弁３０７、および膨張弁３０８は、１つ以上の筐体構造内の空気調節される空間の内側に位置し、室内デバイス３０２を形成する。コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０およびファン３１４は、１つ以上の筐体構造内の空気調節される空間の内側に位置し、室内デバイス３０１を形成する。室内空間および室外空間は、分割壁３３４によって分離される。室内デバイス３０１は、冷媒ライン３３５を通して、室内デバイス３０２に熱的に接続される。室内デバイス３０１は、分割壁３３４を通過する冷媒ライン３１１を通して、室外デバイス３０３に熱的に接続される。室内デバイス３０２は、分割壁３３４を通過する冷媒ライン３０６を通して、室外デバイス３０３に熱的に接続される。さらに、室内デバイス３０２は、分割壁３３４を通して室外空間まで通過する空気ダクト３３１および３３２に物理的に接続される。
【0047】
システム３００は、図３Ａおよび３Ｂによって示されるように、循環的様式において動作し、２つの動作モード間を交互する。第１の半サイクル中、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０は、ブロセスモードにある。第２の半サイクル中、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０は、再生モードにある。
【0048】
図３Ａは、システム３００の動作の第１の半サイクルを示す。第１の圧力状態における低圧冷媒が、圧縮器３０４に進入し、第１の圧力状態より高い第２の圧力状態（例えば、高圧状態）に圧縮される。冷媒は、次いで、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３０５を通して流動し、ある程度の熱を周囲気流３２５に解放する。冷媒は、次いで、冷媒ライン３０６を通して、室外デバイス３０３から室内デバイス３０２まで流動する。冷媒は、次いで、（第１の弁状態において構成される）逆転弁３０７を通して流動し、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁３０８に導かれる。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０を通して流動し、ある程度の熱をブロセス空気３１７から吸収する。冷媒は、次いで、（第１の弁状態における）逆転弁３０７を通して流動し、冷媒ライン３３５に導かれる。冷媒は、冷媒ライン３３５を通して、室内デバイス３０２から室内デバイス３０１まで流動する。冷媒は、次いで、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０を通して流動し、熱をブロセス空気３１２から吸収する。冷媒は、次いで、冷媒ライン３１１を通して、室内デバイス３０１から室外デバイス３０３まで流動し、圧縮器３０４に帰還し、冷媒回路を完了する。
【0049】
冷却されるべきブロセス空気３１２は、空気流入口３１３を通して、室内デバイス３０１に進入し、空気を冷却するコーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０の露出表面の上を通過する。
【0050】
冷却および除湿されるべきブロセス空気３１７は、空気流入口３１８を通して、室内デバイス３０２に進入し、空気方向弁３１９によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０に導かれる。ブロセス空気は、空気を冷却および除湿する乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０の露出表面の上を通過する。空気からの水分が、乾燥剤の上に吸収され、乾燥剤の水分含量を増加させる。乾燥剤からの吸収熱は、伝導によって、受動的熱伝達デバイス３２０に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。ブロセス気流からの顕熱も、受動的熱伝達デバイス３２０に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。冷却および除湿された空気は、次いで、ブロセスファン３２１によって空気方向弁３２２を通して吹かれ、空気流出口３２３を通して、空気調節される空間３２４まで通過する。
【0051】
環境からの周囲空気３２５は、流入口３２６を通して、室外デバイス３０３に進入する。空気は、受動的熱伝達デバイス３０５の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス３０５まで、かつ受動的熱伝達デバイス３０５から空気まで通過する。空気は、ファン３２７によって、受動的熱伝達デバイス３０５から引き込まれ、流出口３２８を通して室外空間３２９に戻る。
【0052】
図３Ｂは、システム３００の動作の第２の半サイクルを示す。第１の圧力状態における低圧冷媒が、圧縮器３０４に進入し、第１の圧力状態より高い第２の圧力状態（例えば、高圧状態）に圧縮される。冷媒は、次いで、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３０５を通して流動し、ある程度の熱を周囲気流３２５に解放する。冷媒は、次いで、冷媒ライン３０６を通して、室外デバイス３０３から室内デバイス３０２まで流動する。冷媒は、次いで、（第２の弁状態において構成される）逆転弁３０７を通して流動し、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０に導かれる。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０を通して流動し、ある程度の熱を再生気流３３３に解放する。冷媒は、次いで、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁３０８を通して流動する。冷媒は、次いで、（第２の弁状態における）逆転弁３０７を通して流動し、冷媒ライン３３５に導かれる。冷媒は、冷媒ライン３３５を通して、室内デバイス３０２から室内デバイス３０１まで流動する。冷媒は、次いで、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０を通して流動し、熱をブロセス空気３１２から吸収する。冷媒は、次いで、冷媒ライン３１１を通して、室内デバイス３０１から室外デバイス３０３まで流動し、圧縮器３０４に帰還し、冷媒回路を完了する。
【0053】
冷却されるべきブロセス空気３１２は、空気流入口３１３を通して、室内デバイス３０１に進入し、空気を冷却するコーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０の露出表面の上を通過する。
【0054】
再生空気３３３は、流入口ダクト３３２を通して、室内デバイス３０２に進入し、空気方向弁３１９によって、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０に導かれる。再生空気は、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス３２０の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス３２０まで、かつ乾燥剤の上に通過し、通過する空気への乾燥剤からの水分の脱着を引き起こす。このように、乾燥剤は、再生され、次のサイクルを開始する。再生空気は、次いで、ファン３２１によって空気方向弁３２２を通して吹かれ、室外空間３３０まで流出口ダクト３３１を通る。
【0055】
環境からの周囲空気３２５は、流入口３２６を通して、室外デバイス３０３に進入する。空気は、受動的熱伝達デバイス３０５の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス３０５まで、かつ受動的熱伝達デバイス３０５から空気まで通過する。空気は、ファン３２７によって、受動的熱伝達デバイス３０５から引き込まれ、流出口３２８を通して、室外空間３２９に戻る。
【0056】
システム３００のいくつかの実施形態において、室内デバイス３０１および３０２が、共通の筐体構造内に組み合わせられ得る。種々の実施形態が、別個のデバイスとして空気調節される空間の内側または外側に位置するか、または、共通の筐体構造内に組み合わせられたデバイス３０１、３０２、および３０３を用いて可能である。システム３００のいくつかの動作モードでは、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０は、ブロセス空気３１２の露点を下回って動作させられ得る。そのような動作モードは、コーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０が、ブロセス空気３１２を除湿すること、およびそれを冷却することを可能にする。いくつかの実施形態において、追加の膨張弁が、逆転弁３０７とコーティングされていない受動的熱伝達デバイス３１０との間で、冷媒ライン３３５に追加される。
【0057】
図４Ａおよび４Ｂは、例示的乾燥剤冷却および除湿システム４００の概略図を示す。動作時、システム４００は、２つの動作モード、すなわち、第１のモード（第１の半サイクルとも称される）と第２のモード（第２の半サイクルとも称される）との間を循環する。図４Ａは、第１の動作モードを図示し、図４Ｂは、第２の動作モードを図示する。システム４００は、圧縮器４０２を備えているヒートポンプと、冷媒逆転弁４０３と、第１の乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０６と、膨張弁４０５と、第２の乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０４とを含む。システム４００は、第１の空気方向弁４０９と、第２の空気方向弁４１５と、第１のファン４１０と、第２のファン４１６と、空気ダクト４１９とをさらに含む。
【0058】
図４Ａおよび４Ｂの例に示されるように、全ての構成要素が、１つ以上の筐体構造内の空気調節される空間の内側に位置し、室内デバイス４０１を形成する。室内空間および室外空間は、分割壁４１７によって分離される。室内デバイス４０１は、分割壁４１７を通して室外空間まで通過する空気ダクト４１９に物理的に接続される。
【0059】
システム４００は、図４Ａおよび４Ｂによって示されるように、循環的様式において動作し、２つの動作モード間を交互する。第１の半サイクル中、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０４は、ブロセスモードにあり、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０６は、再生モードにある。第２の半サイクル中、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０４は、再生モードにあり、受動的熱伝達デバイス４０６は、ブロセスモードにある。
【0060】
図４Ａは、システム４００の動作の第１の半サイクルを示す。第１の圧力状態における低圧冷媒が、圧縮器４０２に進入し、第１の圧力状態より高い第２の圧力状態（例えば、高圧状態）に圧縮される。冷媒は、次いで、（第１の弁状態において構成される）逆転弁４０３を通して流動し、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０６に導かれる。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０６を通して流動し、ある程度の熱を再生気流４１３に解放する。冷媒は、次いで、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁４０５を通して流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０４を通して流動し、ある程度の熱をブロセス空気４０７から吸収する。冷媒は、次いで、（第１の弁状態における）逆転弁４０３を通して流動し、圧縮器４０２に帰還し、冷媒回路を完了する。
【0061】
冷却および除湿されるべきブロセス空気４０７は、空気流入口４０８を通して、室内デバイス４０１に進入する。ブロセス空気は、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０４の露出表面の上を通過し、空気を冷却および除湿する。空気からの水分が、乾燥剤の上に吸収され、乾燥剤の水分含量を増加させる。乾燥剤からの吸収熱は、伝導によって、受動的熱伝達デバイス４０４に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。ブロセス気流からの顕熱も、受動的熱伝達デバイス４０４に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。冷却および除湿された空気は、次いで、空気方向弁４０９を通して、ブロセスファン４１０によって引き込まれ、空気流出口４１１を通して、空気調節される空間４１２まで通過する。
【0062】
再生空気４１３は、流入口ダクト４１４を通して、室内デバイス４０１に進入する。再生空気は、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０６の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス４０６まで、かつ乾燥剤の上に通過し、通過する空気への乾燥剤からの水分の脱着を引き起こす。このように、乾燥剤は、再生され、次のサイクルを開始する。再生空気は、次いで、ファン４１６によって空気方向弁４１５を通して引き込まれ、室外空間４１９まで流出口ダクト４１８を通る。
【0063】
図４Ｂは、システム４００の動作の第２の半サイクルを示す。第１の圧力状態における低圧冷媒が、圧縮器４０２に進入し、第１の圧力状態より高い第２の圧力状態（例えば、高圧状態）に圧縮される。冷媒は、次いで、逆転弁４０３を通して流動し、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０４に導かれる。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０４を通して流動し、ある程度の熱を再生気流４０７に解放する。冷媒は、次いで、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁４０５を通して流動する。冷媒は、次いで、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０６を通して流動し、ある程度の熱をブロセス空気４１３から吸収する。冷媒は、次いで、（第２の弁状態において構成される）逆転弁４０３を通して流動し、圧縮器４０２に帰還し、冷媒回路を完了する。
【0064】
冷却および除湿されるべきブロセス空気４１３は、空気流入口４１４を通して、室内デバイス４０１に進入する。ブロセス空気は、空気を冷却および除湿する乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０６の露出表面の上を通過する。空気からの水分が、乾燥剤の上に吸収され、乾燥剤の水分含量を増加させる。乾燥剤からの吸収熱は、伝導によって、受動的熱伝達デバイス４０６に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。ブロセス気流からの顕熱も、受動的熱伝達デバイス４０６に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。冷却および除湿された空気は、次いで、空気方向弁４１５を通して、ブロセスファン４１０によって引き込まれ、空気流出口４１１を通して、空気調節される空間４１２まで通過する。
【0065】
再生空気４０７は、流入口ダクト４０８を通して、室内デバイス４０１に進入する。再生空気は、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイス４０４の露出表面の上を通過する。熱が、冷媒から受動的熱伝達デバイス４０４まで、かつ乾燥剤の上に通過し、通過する空気への乾燥剤からの水分の脱着を引き起こす。このように、乾燥剤は、再生され、次のサイクルを開始する。再生空気は、次いで、ファン４１６によって空気方向弁４０９を通して引き込まれ、室外空間４１９まで流出口ダクト４１８を通る。
【0066】
システム４００のいくつかの実施形態において、空気流入口４０８および４１４が、共有され、ブロセス空気は、デバイスに進入した後、受動的熱伝達デバイス４０４および４０６に分割される。システム４００のいくつかの実施形態において、デバイスの全てまたはいくつかの構成要素が、空気調節される空間の外側に位置し、分割壁４１７を通した追加のダクトを通して、室内空間との空気交換を達成する。システム４００のいくつかの実施形態において、分割壁４１７を通した第２のダクトおよび２つの追加の空気方向弁が、含まれ、したがって、再生モードにおいて、空気は、室内空間の代わりに、室外空間から供給される。
【0067】
システム１００－４００のいくつかの実施形態において、液体ライン吸引ライン熱交換器が、使用される。システム１００－４００に概略的に示される乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイスを通した空気流の方向は、恣意的である。具体的に、各システムは、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイスを通した空気流の方向が両方の動作モードにおいて同じである（並流）実施形態と、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイスを通した空気流の方向が第１の動作モードと第２の動作モードとの間で逆転する（逆流）実施形態とを含む。
【0068】
図５Ａ－５Ｄは、２つの動作モードにおける冷媒流動方向および計測デバイス２０８の２つの実施形態の詳細を示す。図５Ａは、モード１における実施形態Ａを示す。図５Ｂは、モード２における実施形態Ａを示す。図５Ｃは、モード１における実施形態Ｂを示す。図５Ｄは、モード２における実施形態Ｂを示す。実施形態Ａは、冷媒逆止弁５０２、５０３、５０６、および５０８と、膨張弁５０９と、冷媒ライン５０１、５０４、５０５、および５０７とから成る。実施形態Ｂは、冷媒逆止弁５１０および５１５と、膨張弁５１１および５１４と、冷媒ライン５１０、５１４、５１６、および５１７とから成る。
【0069】
図５Ａに示されるように、実施形態Ａのモード１では、高圧冷媒が、冷媒ライン５０１を通して、デバイスに進入する。冷媒は、逆止弁５０２を通過し、冷媒は、逆止弁５０３を通過することを阻止される。冷媒は、冷媒ライン５０４を通して、デバイス２０８から外へ流出する。高圧冷媒は、冷媒ライン５０５を通して、デバイスに進入し、次いで、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁５０９を通過する。低圧冷媒が、次いで、逆止弁５０６を通過し、逆止弁５０８を通過することを阻止される。冷媒は、次いで、冷媒ライン５０７を通して、デバイス２０８から外へ流出する。
【0070】
図５Ｂに示されるように、実施形態Ａのモード２では、高圧冷媒が、冷媒ライン５０７を通して、デバイスに進入する。冷媒は、逆止弁５０８を通過し、冷媒は、逆止弁５０６を通過することを阻止される。冷媒は、冷媒ライン５０４を通して、デバイス２０８から外へ流出する。高圧冷媒は、冷媒ライン５０５を通して、デバイスに進入し、次いで、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁５０９を通過する。低圧冷媒は、次いで、逆止弁５０３を通過し、低圧冷媒は、逆止弁５０２を通過することを阻止される。冷媒は、次いで、冷媒ライン５０１を通して、デバイス２０８から外へ流出する。
【0071】
図５Ｃに示されるように、実施形態Ｂのモード１では、高圧冷媒が、冷媒ライン５１７を通して、デバイスに進入する。冷媒は、逆止弁５１０を通過する。冷媒は、冷媒ライン５１２を通して、デバイス２０８から外へ流出する。高圧冷媒は、冷媒ライン５１３を通して、デバイスに進入する。冷媒は、逆止弁５１５を通過することを阻止され、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁５１４を通過する。低圧冷媒が、次いで、冷媒ライン５１６を通して、デバイス２０８から外へ流出する。
【0072】
図５Ｄに示されるように、実施形態Ｂのモード２では、高圧冷媒が、冷媒ライン５１６を通して、デバイスに進入する。冷媒は、逆止弁５１５を通過する。冷媒は、冷媒ライン５１３を通して、デバイス２０８から外へ流出する。高圧冷媒は、冷媒ライン５１２を通して、デバイスに進入する。冷媒は、逆止弁５１０を通過することを阻止され、冷媒を高圧状態から低圧状態にする膨張弁５１１を通過する。低圧冷媒が、次いで、冷媒ライン５１７を通して、デバイス２０８から外へ流出する。
【0073】
図６Ａおよび６Ｂは、断面図において、システム１００、２００、３００、または４００の室内ユニットの一実施形態の２つの動作モードを示す。本実施形態において、乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイスは、熱交換器のフィン上に部分的にコーティングされた乾燥剤を伴うフィンおよび管熱交換器であり、ファンは、クロスフローファンである。
【0074】
図６Ａに示されるように、モード１では、熱交換器６０４は、ブロセスモードにある。空気調節される空間からの帰還空気６０１は、開口部６０２を通して、デバイス６００に進入し、第１の位置における空気方向弁６０３を通して、熱交換器６０４まで通過する。空気は、最初に、空気を冷却するコーティングされていないフィン表面６１０にさらされる。表面で６１０において、顕熱が、空気から熱交換器６０４に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。空気は、次いで、空気を冷却および除湿する乾燥剤コーティングされたフィン表面６０５にさらされる。表面６０５において、空気からの水分が、乾燥剤の上に吸収され、乾燥剤の水分含量を増加させる。乾燥剤からの吸収熱は、伝導によって、熱交換器６０４に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。ブロセス気流からの顕熱も、熱交換器６０４に、かつそれを通して流動する冷媒に伝達される。空気は、次いで、クロスフローファン６０６を通して引き込まれ、第１の位置における空気方向弁６０７によって、開口部６０８を通して、空気調節される空間６０９まで通過する。
【0075】
図６Ｂに示されるように、モード２では、熱交換器６０４は、再生モードにある。室外空気６１４は、開口部６１１を通して、デバイス６００に進入し、第２の位置における空気方向弁６０３を通して、熱交換器６０４まで通過する。空気は、最初に、空気を加熱するコーティングされていないフィン表面６１０にさらされる。表面６１０において、顕熱が、熱交換器６０４を通して流動する冷媒から露出表面６１０に、かつ空気に向かって伝達される。空気は、次いで、空気を加熱および加湿する乾燥剤コーティングされたフィン表面６０５にさらされる。表面６０５において、熱が、熱交換器６０４を通して流動する冷媒から表面６０５上にコーティングされた乾燥剤に伝達され、通過する空気への乾燥剤からの水分の脱着を引き起こす。空気は、次いで、クロスフローファン６０６を通して引き込まれ、第２の位置における空気方向弁６０７によって、開口部６１２を通して、室外空間６１３まで通過する。
【0076】
デバイス６００のいくつかの実施形態において、追加の動作モードは、空気調節される空間を冷却および換気するために、室外空気が周囲空気６１４から開口部６１１を通して引き込まれる一方、熱交換器６０４がブロセスモードにあることを可能にする。
【0077】
上で説明される例では、上で説明される受動的熱伝達デバイスのいずれかの表面の少なくとも一部または全体が、種々の例による乾燥剤材料を用いて少なくとも部分的または完全にコーティングされ得る。一例では、受動的熱伝達デバイスの表面は、乾燥剤材料を用いて少なくとも１０分の１被覆（例えば、１０％被覆）と最大で完全被覆（１００％被覆）との間にあるか、または、上記範囲の間の任意の被覆率値であり得る。
【0078】
図７は、上記の例において説明されるように、乾燥剤冷却および除湿システムに関する制御の方法を描写する。ある例では、方法は、プロセス（プロセッサ）と、プロセッサによって実行されるように構成された命令を記憶している非一過性記憶媒体（例えば、メモリ）とによって実装されることができる。始動７０１時、システムは、室内および室外空間の温度および湿度を測定する（７０２）。これらの測定は、デフォルト動作モード７０３に関するシステムパラメータを設定するために使用される。デフォルト動作モード中、各乾燥剤コーティングされた受動的熱伝達デバイスの流入口および流出口における温度および湿度が、測定される。ある程度の時間の後、ブロセス流の乾燥剤は、飽和状態になり、ブロセス気流からの水分除去率は、減少するであろう。この時間において、流出口の湿度比率は、流入口の湿度比率に近づくであろう。制御システムは、要求される乾燥剤負荷時間として、それを記録する（７０４）。同様に、ある程度の時間の後、再生流の乾燥剤は、飽和状態になり、再生気流への水分添加率は、減少するであろう。この時間において、流出口の湿度比率は、流入口の湿度比率に近づくであろう。制御システムは、要求される乾燥剤無負荷時間として、それを記録する（７０４）。
【0079】
システムが、デフォルトモード７０３において起動している間、室内の温度および湿度が、経時的に測定され、顕熱および潜熱負荷が、決定される（７０５）。一動作モードでは、顕熱冷却は、顕熱負荷に合致するように調節され、潜熱冷却は、潜熱負荷に合致するように調節される。一実施形態において、顕熱冷却は、ブロセスファン速度を変調することによって調節される。一実施形態において、潜熱冷却は、ブロセスデューティサイクルを変調することによって調節され、ブロセスデューティサイクルは、切り替え時間に対する要求負荷時間として定義される。好ましい動作モードでは、要求される乾燥剤非負荷時間は、圧縮器速度および再生ファン速度を制御することによって、切り替え時間に等しいように変調される。
【0080】
前述は、本発明の例証的実施形態の詳細な説明である。種々の修正および追加が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行われることができる。上で説明される種々の実施形態の各々の特徴は、関連付けられる新しい実施形態において、多様な特徴の組み合わせを提供するために、必要に応じて、他の説明される実施形態の特徴と組み合わせられ得る。さらに、前述が、本発明の装置および方法のいくつかの別個の実施形態を説明するが、本明細書に説明されている内容は、本発明の原理の適用の単なる例証的なものにすぎない。例えば、本明細書で使用されるように、用語「プロセス」および／または「プロセッサ」は、様々な電子ハードウェアおよび／またはソフトウェアベースの機能および構成要素（代替として、機能的な「モジュール」または「要素」と称され得る）を含むように広義に解釈されるべきである。さらに、描写されるプロセスまたはプロセッサは、他のプロセスおよび／またはプロセッサと組み合わせられること、または種々のサブプロセスまたはプロセッサに分割されることができる。そのようなサブプロセスおよび／またはサブプロセッサは、本明細書の実施形態に従って、種々に組み合わせられることができる。同様に、本明細書の任意の機能、プロセス、および／またはプロセッサが、電子ハードウェア、プログラム命令の非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体から成るソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを使用して実装され得ることが、明示的に想定される。加えて、本明細書で使用されるように、「垂直」、「水平」、「上」、「下」、「底部」「上部」、「側面」、「前面」、「背面」、「左」、「右」、および同等語等の種々の方向性および配置性用語は、相対的な慣例としてのみ使用され、重力の作用する方向等の固定された座標空間に対する絶対的な方向／配置として使用されない。加えて、用語「略」または「約」が、所与の測定値、値、または特性に対して採用される場合、それは、所望の結果を達成するための通常の動作範囲内にあるだけではなく、システムの許容される公差内（例えば、１～５パーセント）内の固有の不正確度および誤差に起因する、ある程度の変動性も含む、数量を指す。故に、本説明は、例としてのみ解釈されることが意味され、別様に本発明の範囲を限定することを意味しない。
【0081】
請求される内容は、以下の通りである。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【国際調査報告】