JP6789998B2 - 空気処理システムが設けられた建物 - Google Patents

Description

本発明は、２つ以上の分けられた空間と、間接的気化冷却を伴う空気処理システムとを備えた建物を対象としている。本発明は、間接的気化冷却を伴う、２つ以上の分けられた空間の空気を冷却する方法をも対象としている。

現在の空調技術は、塩素化フルオロカーボンまたはハロゲン化クロロフルオロカーボンまたはアンモニアなどの気体の圧縮および膨張に基づいている。この気体は、液体状態に圧縮され、次いで、気化状態に戻るように膨張される。プロセスの膨張段では、液体を気体に戻すために、熱が必要である。蒸気圧縮システムは、それらシステムが、環境に優しくない流体を使用することを必要とする点と、それらシステムが、コンプレッサを駆動するための電気を必要としており、それにより、比較的大量のエネルギを消費する点で、不利である。

間接的気化冷却技術により、蒸気圧縮技術に対する代替案が提供されている。間接的気化冷却では、一次空気流が乾式ダクトまたはチャネルで冷却される。空気流は、乾式ダクトと共有の壁を有する、隣接する湿式ダクトまたはチャネルに向けられる。湿式ダクトでは、水が空気流内に気化され、共有の壁を冷却し、したがって、乾式ダクトの空気を冷却する。そのような冷却手順は、必要なエネルギが比較的少なく、危険な気体を必要としないことから、有利である。間接的気化冷却の不利な点は、そのようなシステムが空気を冷却できる温度が、周囲の空気中の湿気の量によって制限される点である。湿気の量を低減するために、間接的気化冷却ユニットを空気乾燥デバイスと組み合わせることができる。建物の外から来る空気の除湿のための乾燥デバイスを備えた中央空気処理ユニットと、除湿された空気を冷却するための間接的気化冷却ユニットとを含む、建物のための空気処理システムが知られている。たとえば、米国特許第６０１８９５３号明細書を参照されたい。

そのような既知のシステムの不利な点は、建物の様々な空間を十分に冷却するために冷却された乾燥空気を、前記空間に移送するように、比較的大である導管を必要とすること、このシステムを含む空気処理ユニットが比較的大型であること、および、建物の個別の空間の空調の制御が制限され、かつ、困難であることである。

米国特許第６０１８９５３号明細書

本発明の目的は、これら上述の不利な点を少なくとも部分的に克服する、空気処理システムを備えた建物を提供することである。

この目的は、以下の建物によって達成される。２つ以上の分けられた空間と、空気処理システムとを備えた建物であって、空気処理システムが、接続導管のネットワークにより、２つ以上の局所的な気化冷却ユニットに流体接続された中央空気乾燥ユニットを備え、少なくとも２つの局所的な気化冷却ユニットの各々が、建物の分けられた空間に流体接続され、局所的な気化冷却ユニットが、空気のための流入部および流出部が設けられた１つまたは複数の冷却チャネルと、空気のための流入部および流出部が設けられた１つまたは複数の気化チャネルと、を備え、冷却チャネルと気化チャネルとが、伝達壁によって分けられ、１つまたは複数の気化チャネルには、気化チャネル内で気化を行うことができるように、伝達壁を湿潤させるための手段が設けられ、中央空気乾燥ユニットが、建物の外部で得られた空気のための流入部と、局所的な気化冷却ユニットに流体接続されている、乾燥空気のための流出部とを備え、１つまたは複数の冷却チャネルの流出部が、分けられた空間の内部に流体接続され、気化チャネルの流出部が、分けられた空間の外部に流体接続されている、建物。

本出願人は、本発明に従って、空気を集約的に乾燥し、空気を局所的に冷却することにより、建物を通る導管の直径を、従来技術のシステムを使用する場合よりも小さくすることができ、また、必要とされる導管がより少なくなることを見出した。さらなる利点は、局所的な気化冷却ユニットの各々は、分けられた空間毎の空調の要請に従って個別に動作させることができることである。別の利点は、中央ユニットが、局所的なユニットに含まれる気化冷却能力を含む必要がないことから、中央空気処理ユニットを小型化できることである。次の利点は、局所的に冷却することにより、１つの分けられた空間から取り出される空気が、空気処理システムを介して別の分けられた空間に再び入り得ないことである。さらなる利点は、本発明の好ましい実施形態を述べる際に説明するものとする。

本発明による建物は、２つ以上の分けられた空間を備えている。空間により、その壁、床、および天井によって画定された、建物の任意の空間が意味される。ある空間は、空気が１つの空間から前記他の空間に容易に移動できず、前記分けられた空間内の空気が、他の空間とは分けられて調整され得る場合、別の空間から分けられる。換言すると、各空間は流体接続されていない。そのような分けられた空間の間には、ドアおよび他の閉鎖可能な開口が存在し得る。このドアおよび他の閉鎖可能な開口により、空間間の空気の一時的移動が許容される。

分けられた空間の数は、２つ以上である。適切には、本発明の利点は、４以上、好ましくは６以上の分けられた空間が、４以上、好ましくは６以上の局所的な気化冷却ユニットに流体接続されている場合に、より完全である。１つの中央空気乾燥ユニットの乾燥空気に関し、流出部に適切に流体接続され得る局所的な気化冷却ユニットの最大数は、３０である場合がある。より多くの数の局所的な気化冷却ユニットおよび、接続された、分けられた空間に関しては、２つ以上の空気処理システムを使用することが選択される場合がある。たとえば、複数の階層を有し、各階層に複数の分けられた空間を有する建物では、各階層に、２つ以上の局所的な気化冷却ユニットが流体接続され、これら局所的な気化冷却ユニットが次いで、その階層の分けられた空間に接続されている、中央空気乾燥ユニットを備えた空気処理システムを設けることが選択され得る。

建物には、複数の分かれた建物が含まれる場合もあり、前記分かれた建物の空間は、本発明による局所的な気化冷却ユニットに流体接続されている。そのような建物の例は、客のための分かれた建物を含む、休暇用のキャンプ場である。

１つの局所的な気化ユニットを、１つまたは複数の分けられた空間に流体接続することができ、１つまたは複数の他の局所的な気化冷却ユニットが、異なる分けられた空間に流体接続されている。

中央空気乾燥ユニットの流出部と、局所的な気化冷却ユニットの流入部とは、接続導管のネットワークによって流体的に相互接続されている。接続導管のネットワークには、様々な量の枝管が含まれる場合があり、各枝管には、様々な量の局所的な気化冷却ユニットが含まれ得る。

適切には、局所的な気化冷却ユニットには、中央空気乾燥ユニットから取り出される、乾燥空気の処理量を変化させ、中断する手段が設けられている。そのような手段は、前記ユニットと、接続導管のネットワークとの間の接続をも遮断する。そのような手段は、単一のユニットと、このネットワークとの間の流体接続を、この単一のユニットが乾燥空気を取り出さない場合に、遮断するために有利に使用される。流体接続を遮断するためのそのような手段がない場合に、局所的な気化ユニットの１つが、中央空気乾燥ユニットから空気を取り出す代わりに、空気を取り出さないユニットから空気を取り出し得る。局所的な気化冷却ユニットの流入部と、接続導管のネットワークとの間の流体接続を遮断するそのような手段は、バルブである場合があり、より好ましくは、処理量を変化させることと、遮断することとができるバルブであり、さらにより好ましくは、処理量を制御することができるバルブである。

中央乾燥ユニットから局所的な気化冷却ユニットに空気を移送する手段は、換気装置とすることができる。この換気装置は、中心に置くことができ、それにより、１つの換気装置が、２つ以上の局所的な気化冷却ユニットに空気を移送し、それにより、局所的な気化冷却ユニットの各々に移送される空気の量を、局所的な気化冷却ユニットの両側の乾燥空気の圧力低下を調整することにより、制御することができる。

局所的な気化冷却ユニットには、１つか２つの換気装置を設けることができ、これら換気装置は、中央乾燥ユニットにおいて、中央換気装置と組み合わせることができる。局所的な換気装置は、中央ユニットからの空気を取り出すこと、分けられた空間からの空気を取り出すこと、および／または、気化プロセスからの湿潤空気を分けられた空間の外部に排出することの、いずれかを行うように配置され得る。気化プロセスからの湿潤空気は、分けられた空間から建物の外に直接排出され得るか、共通の導管のネットワークに集めることができ、ここで、２つ以上の局所的な気化冷却ユニットの湿潤空気が、建物の外に排出される。別の換気装置も、この最後の導管のネットワークに配置して、２つ以上の局所的な気化冷却ユニットから湿潤空気を取り出すおよび排出することができる。

適切には、局所的な気化冷却ユニットには、中央乾燥ユニットから取り出される乾燥空気の量をリアルタイムで測定するための手段が設けられている。そのような測定値は、調整可能なバルブの処理量、および／または回転速度を調整し、ひいては、前述の換気装置の能力を調整するために使用され得る。

中央乾燥ユニットから局所的なユニットに取り出された乾燥空気の量を測定するため、および、調整可能とするために、この量は有利であり、この理由は、この量により、局所的な気化冷却ユニットへの乾燥空気の体積流量を、所望の量で一定に維持することができ、また、分けられた空間の空気の条件の要請の変化に対し、体積流量を調整することを可能にするためである。たとえば、１つのユニットによって取り出される乾燥空気の体積の変化は、接続された導管のネットワークにおける圧力、ひいては、１つまたは複数の他のユニットによって取り出される乾燥空気の量に影響し得る。体積流量を局所的に測定および制御することが可能であることにより、体積流量は、他のユニットから独立して一定に維持され得る。ユニットの動的制御においても、体積流量の測定が、ユニットの様々な設定をより良好に調整するのに有利である。

代替的および追加的に、局所的な気化冷却ユニットには、局所的な気化冷却ユニットへ、および局所的な気化冷却ユニットからの、任意の他の空気流の体積を測定するための手段が設けられ得る。そのような測定は、可動の一時的な測定デバイスによっても行われ得、また、空気処理システムが建物に設置される前か後のいずれかで適用もされ得る。そのような測定値は、空気処理システムが作動可能である場合に、空気の体積を制御するための入力として使用され得る。適切には、局所的な気化冷却ユニットには、分けられた空間の内部から取り出される空気の量を測定するための手段が設けられている。

局所的な気化冷却ユニットは、空気のための流入部および流出部が設けられた１つまたは複数の冷却チャネルと、空気のための流入部および流出部が設けられた１つまたは複数の気化チャネルと、を備えている。冷却チャネルと気化チャネルとは、間接的な気化冷却を達成するために、伝達壁によって分けられている。気化チャネルには、気化チャネル内で気化を行うことができるように、伝達壁を湿潤させるための手段が設けられている。水の気化のための熱は、伝達壁を介して、冷却チャネル内の空気から取り出されることになる。冷却チャネル、気化チャネル、および伝達壁のレイアウトは、十分な熱の移動が可能であるようにすることができる。好ましくは、チャネルは、逆流現象が、冷却チャネル内の空気と、気化チャネル内の空気との間で可能であるように構成されている。可能性のある構成の例は、たとえば、米国特許出願公開第２００４／２２６６９８号明細書、米国特許出願公開第２００２／０７３７１８号明細書、および米国特許出願公開第２０１１／３０２９４６号明細書に示すプレート熱交換器である。

局所的な気化冷却ユニットの１つまたは複数の冷却チャネルおよび１つまたは複数の気化チャネルを、中央空気乾燥ユニットの流出部および分けられた空間に流体接続する方式は、様々である場合があり、分けられた空間の空調の要請に基づいて選択され得る。

第１の可能性のある局所的な気化冷却ユニットでは、冷却チャネルの流入部が、中央空気乾燥ユニットの乾燥空気のための流出部および分けられた空間の内部に流体接続され、１つまたは複数の冷却チャネルの流出部は、分けられた空間の内部に流体接続されているとともに、１つまたは複数の気化チャネルの流入部に流体接続されている。この方式で、冷却空気は、気化チャネルに供給される。間接的な気化冷却ユニットをそのような方法で使用することは、露点冷却と呼ばれ、この理由は、間接的な蒸発冷却器が、乾球温度を超えて、冷却空気の露点温度まで冷却することが可能であるためである。そのような第１の可能性のあるユニットでは、１つまたは複数の冷却チャネルの流入部が、分けられた空間の内部に流体接続されているとともに、中央空気乾燥ユニットの乾燥空気のための流出部に流体接続されている。分けられた空間の内部から冷却チャネルの流入部へ注入される空気の一部が循環することにより、かなり大量の空気が、冷却チャネルに供給され得、局所的なユニットの冷却能力がより大きくなる結果となる。分けられた空間の内部から取り出される空気の体積は、中央ユニットから取り出す必要はなく、すべての空気が中央ユニットから供給される慣習的なシステムに比べ、中央ユニットから局所的なユニットへのエアダクトを小さくすることができる。さらに、中央ユニットから取り出される空気の体積が、本発明ではより小さいことから、中央乾燥ユニットによって除湿しなければならない空気が少なく、このため、中央乾燥ユニットの能力を小さくすることができる。空間の内部から取り出された空気は、乾燥空気よりも低温でさえある場合があり、より効率的な冷却に繋がる。さらに、別の分けられた空間から取り出された空気は、ある分けられた空間には入らない。このことは、病気や臭いなどの物質の、ある空間から別の空間への望ましくない拡散を避けるには特に有利である。

第２の可能性のある局所的な気化冷却ユニットでは、１つまたは複数の気化チャネルの流入部が、中央空気乾燥ユニットの乾燥空気のための流出部に流体接続され、１つまたは複数の冷却チャネルの流入部および流出部は、分けられた空間の内部と流体接続されている。そのような局所的な気化冷却ユニットでは、分けられた空間の空気は、再循環し、分けられた空間の外部からの空気は、前記分けられた空間には供給されない。このことは、病院の手術室、研究所、およびデータセンタ内など、無菌状態を維持する必要かある空間に有利である場合がある。

第３の可能性のある局所的な気化冷却ユニットでは、１つまたは複数の冷却チャネルの流入部が、中央空気乾燥ユニットの乾燥空気のための流出部に流体接続され、１つまたは複数の冷却チャネルの流出部は、分けられた空間の内部に流体接続され、１つまたは複数の気化チャネルの流入部は、分けられた空間の内部と流体接続されている。このユニットでは、分けられた空間に存在する空気は、気化チャネルを介して、前記空間から排出され、このユニットから、分けられた空間内に排出された、乾燥した冷却空気と入れ替えられる。このことは、分けられた空間が、新鮮な周囲の空気のみを必要とする場合に有利である場合がある。

冷却が必要ではない場合、上述の第３の可能性のあるユニットが、熱交換のプロセスにおいて、新鮮な周囲の空気を前記分けられた空間に供給し、前記分けられた空間から空気を排出するために、有利に使用され得、それにより、比較的温かい室内の空気からの熱が、比較的低温の室外の空気と交換される。この場合、室内の空気は、１つまたは複数の気化チャネルを通過し、それにより、湿潤手段がオフにされる。すなわち、気化チャネル（複数の場合もある）に湿気が追加されず、新鮮な周囲の空気は、１つまたは複数の冷却チャネルを通過する。この場合、中央乾燥ユニットによる除湿を行う必要はない。

冷却が必要であり、外部の空気の温度が十分に低い場合、上述のユニットのいずれかが、気化冷却も熱交換も行うことなく、新鮮で、比較的低温の空気を分けられた空間に供給するために、有利に使用され得る。外部の空気は、分けられた空間に直接移送することができ、室内の空気は、分けられた空間の外に移送することができる。ここで、空気流の少なくとも１つは、冷却チャネルおよび気化チャネルをバイパスする。

適切には、可能性のある任意の局所的な気化冷却ユニットには、中央空気乾燥ユニットから局所的な気化冷却ユニットに乾燥空気を取り出すのに適している換気装置が設けられている。このことは、中央空気乾燥ユニットにおいて換気装置を省くことが許容されることから、有利である。別の利点は、各気化冷却ユニットがそれ自体のコントロールを有している場合、これらコントロールは、中央コントロールに接続している必要はない。別の利点は、これら局所的な換気装置は、中央換気装置が行うような空気の放出の代わりに、主に空気を取り出すことである。取り出される空気流は、放出される空気とは対照的に、より一様であり、エネルギを節約する。換気装置は、ラジアル換気装置であることが好ましく、この理由は、ラジアル換気装置によって排出される空気が、より均等な分布を有しているためである。

上述の局所的な気化冷却ユニットに、中央空気乾燥ユニットから乾燥空気を取り出すのに適切な換気装置が設けられ、第１の可能性のある種類の１つまたは複数の局所的な気化冷却ユニットが適用されている場合、これらユニットの換気装置は、適切に、中央乾燥ユニットからの空気と、分けられた空間の内側からの空気との両方を取り出すように配置されているものとする。上述の局所的な気化冷却ユニットのいずれかには、冷却の代わりに加熱が必要である状況において、分けられた空間内に排出される空気の温度を上昇させるための加熱手段が設けられ得る。

建物の分けられた空間は、上述の可能性のある気化冷却ユニットの１つに流体接続されている場合がある。空気処理システムの一部としての、局所的な気化冷却ユニットは、１つの単一のタイプである場合があるか、上述の気化冷却ユニットの少なくとも２つを含む場合がある。上述の第１の可能性のある気化冷却ユニットは、空気処理システムに含まれていることが好ましい。気化冷却ユニットには、上述のタイプの１つから、上述の他のタイプにユニットを修正するための手段が設けられている場合がある。これら手段は、バルブと、この用途のために適用することを、当業者が容易に理解する接続導管とを備え得る。

同じタイプである場合があるか、同じタイプではない場合がある、空気処理システムの一部である、２つの局所的な気化冷却ユニットは、互いに分かれて、同時に異なる機能を発揮し得、また、互いとは別に、経時的に機能を変化させる場合があり、または、互いとは別に、オフにされる場合がある。

適切には、空気処理システムは、コントローラによって制御される。中央乾燥ユニットは、コントローラを有することになる。個別の気化冷却ユニットの各々は、そのユニット自体のコントローラを有する場合があるか、有していない場合がある。個別の気化冷却ユニットが、そのユニットの個別のコントローラを有している場合、このコントローラは、中央コントローラに接続されている場合があるか、接続されていない場合がある。局所的な気化冷却ユニットが、ユニット自体のコントローラを有することの利点は、必要な配線とプログラミングが少ないことであり、この理由は、必要とされる、中央コントローラとの接続が存在しないか、少ないためである。

適切には、分けられた空間は、室内の空調の少なくとも１つの関連する態様、たとえば、温度レベル、湿度レベル、および／またはＣＯ２レベルを測定する測定手段を有している。コントロールは、これら測定値を使用して、関連する局所的な気化冷却ユニットのどの機能および能力が発揮されるかを判定し得る。

代替的には、中心に配置されているか、局所的に配置されたコントローラにおいて、局所的な気化冷却ユニットが、どの機能および能力を発揮するかを判定するために、たとえば、時間の測定値、および、温度および湿度などの一般的な外部の気象条件などの他の入力が使用され得る。

適切には、制御手段により、局所的な気化冷却ユニットが、その冷却能力を、分けられた空間の必要な冷却能力に調整することを可能にする。局所的な気化冷却ユニットの冷却能力は、様々な方法で調整され得る。たとえば、気化チャネルに付加される湿気の量を調整することによって調整される。別の方法は、冷却チャネルと気化チャネルとの両方で使用される空気の総量を調整することである。さらに別の方法は、気化チャネル内に空気に対する、冷却チャネル内の空気の量の割合を調整することである。

中央乾燥ユニットに供給され、かつ／または乾燥空気として排出される空気は、局所的な気化冷却ユニットに供給される前に冷却され得る。このため、局所的な気化冷却ユニットに提供される、より低い温度が有利であり、この理由は、同じ局所的な気化冷却ユニットが、さらにより低い温度を提供し得、かつ／または、より少ない空気が、局所的な気化冷却ユニットに移送されて、同じ冷却能力を提供し得、より小さい局所的な気化冷却ユニット、および、乾燥され、部分的に冷却された空気を前記局所的なユニットに移送するためのより小さい直径の配管を許容するためである。そのような冷却は、この空気流の温度を低減するのに適切な任意の方式で実施され得る。好ましくは、冷却ユニットは、気化冷却ユニットである。このため、中央乾燥ユニットは、適切に、中央乾燥ユニットに提供される空気を冷却し、かつ／または、中央乾燥ユニットから排出される空気を冷却するように配置されている、中央気化冷却ユニットに流体接続され、中央乾燥ユニットから排出された空気を冷却するように配置された中央気化冷却ユニットには、乾燥および冷却された空気のための、２つ以上の局所的な気化冷却ユニットに流体接続された流出部が設けられている。代替的には、中央乾燥ユニットから排出される乾燥空気は、熱交換器を使用することによって冷却され得る。ここでは、乾燥空気からの熱が熱交換器内にあり、第２の空気流に移送される。この第２の空気流は、乾燥ユニットから排出される乾燥空気よりも比較的低温である。この第２の空気流は、たとえば、周囲の空気とすることができる。この第２の空気流は、熱交換器内で熱交換した後に、エアドライヤを再生するための空気として使用され得る。

中央乾燥ユニットは、たとえばエアフィルタおよび／またはヒータおよび／または湿潤手段および／または熱交換器が存在し得る、上述の冷却ユニットのような、追加の処理ユニットを備えた空気処理ユニットとして設計することができる。

中央乾燥ユニットの乾燥能力は、適切には、中央乾燥ユニットに流体接続された局所的な気化冷却ユニットの必要な能力に対して調整可能である。このことは、中央乾燥ユニットが、必要な能力を達成することを可能とし、それ以上の能力を達成しないことを可能とし、このため、乾燥プロセスにおいて使用されるエネルギを節約する。中央空気乾燥ユニットの必要とされる能力は、様々な方法で判定することができる。たとえば、局所的なユニットからのフィードバックに基づき、稼働するユニットの量、および、それらユニットが発揮する機能などの、必要な能力を計算すること、または、温度および湿度などの室内の空調の条件、ならびに、必要な条件を満たすまでの程度の、局所的な測定値によってである。中央乾燥ユニットの必要な能力を判定することの別の例は、乾燥ユニットの前および／もしくは後の湿度のレベルを測定すること、または、乾燥ユニットを通る空気流を測定することによるものである。

中央乾燥ユニットの乾燥能力は、たとえば、乾燥ユニットの再生プロセスに加えられる熱量を調整すること、または、稼働している、中心に位置する乾燥材料の量を変化させることによる、様々な方法で調整することができる。この方式で、必要な能力に応じて、乾燥ユニットのライン部品を追加するか、取り外すことが可能である。

乾燥ユニットは、空気中の水分量を低減することができる任意のユニットとすることができる。このことは、空気を冷却し、凝集した水を、冷却された空気から分離することにより、達成され得る。好ましくは、中央乾燥ユニットは、空気から水を吸収することが可能である収着材料を使用する。従って、組み込まれた収着材料はその後再生され、空気を乾燥させるために再使用される。

適切には、再生温度が低い収着材料が、中央空気乾燥ユニットに存在している。好ましくは、収着材料は、臨界共溶温度が低いポリマ（ＬＣＳＴポリマ）である。そのようなＬＣＳＴポリマは、ポリオキサゾリン、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）（ｐＤＭＡＥＭａ）、およびポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ｐＮｉＰＡＡｍ）を含むグループから選択され得る。そのような乾燥方法および収着材料は既知であり、たとえば、国際公開第２００７／０２４１３２号パンフレットおよび国際公開第１１／１４２６７２号パンフレットに記載されている。

空気処理システムに含まれる中央乾燥ユニットの代替として、中央乾燥ユニットは、中央冷却ユニット、たとえば、間接的な気化冷却ユニットとすることもできる。空気処理システムが含まれる建物の周囲の気候が、適切に機能するために、間接的な気化冷却のための除湿を必要としない場合、中央乾燥ユニットを使用せずに、本発明の利点を使用することができる。

本発明は、以下の方法をも対象としている。２つ以上の分けられた空間の空気を冷却する方法であって、
（ａ）中央空気乾燥ユニット内で周囲の空気を乾燥させて、ある体積の乾燥空気を得るステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得られた乾燥空気の体積の一部を、分けられた空間の各々に移送するステップと、
（ｃ）間接的な気化冷却のプロセスにおいて乾燥空気を使用して、分けられた空間の内部に排出される冷却空気を得るステップと、
（ｄ）間接的な気化冷却のプロセスからの湿潤空気を、分けられた空間の外部に排出するステップと、による、方法。

上述のプロセスでは、周囲の空気は、分けられた空間の外部から取り出された空気である。分けられた空間は、１つの建築物の一部であるか、２つ以上の建築物の一部である場合がある。

ステップ（ｃ）における間接的な気化冷却は、以下の方法１から方法３の１つによって１つの分けられた空間に関して実施され、別の分けられた空間に関するステップ（ｃ）が同じ方法か、方法１から方法３の別の２つの方法のいずれかによって実施され得、
方法１が、乾燥空気と、分けられた空間の内部から取り出された空気との混合物の、冷却空気の一部の気化水の流れに対する間接的熱交換により、冷却空気を得るステップであり、
方法２が、分けられた空間の内部から取り出された空気の、乾燥空気内の気化水の流れに対する間接的熱交換により、冷却空気を得るステップであり、
方法３が、乾燥空気の、分けられた空間の内部から取り出された空気内の気化水の流れに対する間接的熱交換により、冷却空気を得るステップである。

ステップ（ｂ）では、空気を送るための主要な手段が、乾燥空気を個別の分けられた空間に流すために使用され得る。好ましくは、乾燥空気の体積の必要な部分が、換気装置によって取り出され得る。そのような換気装置は、乾燥空気の受領端部、すなわち、分けられた空間の近くに存在することになる。１つの空間に関して、乾燥空気を取り出す換気装置の能力が、分けられた空間に関して乾燥空気を取り出す換気装置の能力とは独立して変化し得る。この方式で、分けられた空間内の条件、すなわち温度が、互いに対して独立して調整され得る。

ステップ（ｂ）において取り出される乾燥空気の量は、適切に、
（ｉ）ステップ（ｂ）において、分けられた空間の各々に取り出される空気の量を測定することと、
（ｉｉ）ステップ（ｂ）において、分けられた空間の各々に取り出される、必要な空気の量を判定することと、および （ｉｉｉ）ステップ（ｉ）において得られた測定値と、プロセス（ｉｉ）による必要な空気の量とに基づき、換気装置の能力を調整すること、および／または、ステップ（ｂ）において取り出される乾燥空気の流路に位置する処理量制限手段（バルブ）を調整することにより、ステップ（ｂ）において取り出される空気の量を調整することと、によって制御される。主要な手段が空気を移送する場合、制限手段の調整は、分けられた空間の各々に取り出される空気の量を調整するために使用され得る。局所的な換気装置が使用される場合、そのような調整は、換気装置の能力を、好ましくは処理量制限手段の調整と合わせて、調整することによって実施され得る。

適切には、乾燥ユニットの乾燥能力は、２つ以上の分けられた空間を調整するのに必要な乾燥空気の必要な能力が変化する場合に調整される。このことは、これにより、空気の乾燥機が、必要よりも多くのエネルギを乾燥に使用しないことから、有利である。

好ましくは、上述の方法は、本発明による上述の建物で実施される。

本発明は、以下の図によってさらに説明されることになる。

米国特許第６０１８９５３号明細書の特許のスキームによる、空気処理システムを有する建物の状態を示す図である。 本発明による、空気処理システムを有する建物の同様の状態を示す図である。 本発明の第１の可能性のある局所的なユニットによる、局所的な間接的気化冷却ユニットのフロー図である。 本発明の第２の可能性のある局所的なユニットによる、局所的な間接的気化冷却ユニットのフロー図である。 本発明の第３の可能性のある局所的なユニットによる、局所的な間接的気化冷却ユニットのフロー図である。 本発明の第１の可能性のある局所的なユニットによる、局所的な間接的気化冷却ユニットのフロー図であり、熱回収のためのシステムを示している。 本発明の第１の可能性のある局所的なユニットによる、局所的な間接的気化冷却ユニットのフロー図であり、熱交換器をバイパスするためのシステムを示している。

図中、同様の要素は同様の参照符号で示されている。

図１は、たとえば米国特許第６０１８９５３号明細書に説明されているような、慣習的な方法による建物１の状態を示しており、冷却空気が分けられた空間Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、およびＶＩに提供されている。この図では、空気乾燥ユニットと間接的気化冷却ユニットとが合わせられて、結合ユニット２として示されている。この結合ユニット２から、冷却された供給空気７が、専用の導管を介して、分けられた空間Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、およびＶＩの各々に提供される。分けられた空間Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、およびＶＩの各々から、同量の供給空気７が、中央導管を介して、結合ユニット２に戻される。図１のシステムでは、１つの空間から取り出された空気が、ユニット２を介して別の空間に再生利用され得ることが明らかである。

図２では、図１と同様の建物１が、同じ分けられた空間Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、およびＶＩを有して示されている。図１との差異は、空気乾燥ユニットと間接的気化冷却ユニットとが分かれ、それにより、空気処理システムが、複数の局所的な間接的気化冷却ユニット５に流体接続された中央空気乾燥ユニット３を備え、少なくとも各々の間接的な気化冷却ユニット５が、建物１の分けられた空間に流体接続され、空気乾燥ユニット３が、建物の外部で得られた空気のための流入部４と、局所的な間接的気化冷却ユニット５に流体接続されている、乾燥空気のための流出部６とを備え、１つまたは複数の冷却チャネルの流出部が、分けられた空間Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、およびＶＩの内部に流体接続され、１つまたは複数の気化チャネルの流出部が、分けられた空間の外部１３に流体接続されていることである。中央空気乾燥ユニット３と局所的な間接的気化冷却ユニット５との間の、導管の長さに関する平均距離は、５メートルより長い場合があり、好ましくは、１０メートルより長く、５０メートルもの長さでさえある場合がある。この場合、中央空気乾燥ユニット３は、建物１の屋根に配置されている。代替的には、中央空気乾燥ユニット３は、建物１の内部に配置することができる。中央空気乾燥ユニット３内には、様々なデバイスを配置することができ、それらの中で、各場合において、建物の外から来る空気の除湿のための乾燥ユニットが配置される。たとえば、新鮮な外部の空気４の取り入れるために、換気装置（図示せず）を配置することができる。除湿の後に、新鮮な外部の空気が、複数、この場合では６つの、建物内の様々な空間Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、およびＶＩに局所的に配置された、局所的な間接的気化冷却ユニット５に向けられる。この空気流は、矢印６で示されている。図２では、空間毎に、１つの局所的な間接的気化冷却ユニット５が配置されていることに留意されたい。６つの局所的な間接的気化冷却ユニット５は、各々が互いに対して並列に、中央乾燥ユニット３に接続され、中央乾燥ユニット３からの空気流は、間接的気化冷却ユニット５間で所望に応じて分配される。このことに関し、局所的な間接的気化冷却ユニット５を分けられた空間Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、およびＶＩに接続する、複数のエアダクトを設けることができる。この方法で、本発明によるシステムを、所望に応じて柔軟に設計できることが明らかである。図１では、局所的な気化冷却ユニット５が、分けられた空間内に配置されて示されている。代替的には、１つまたは複数の冷却チャネルの流出部が、分けられた空間の内部に流体接続されている限り、局所的な気化冷却ユニット５のいずれかを、分けられた空間の外部に配置することができる。

図３は、上で言及した、第１の可能性のある局所的な気化冷却ユニット５のフロー図を示している。ここで、局所的な間接的気化冷却ユニット５は、空気のための流入部１６および流出部１７が設けられた１つまたは複数の冷却チャネル９を有する熱交換器８と、空気のための流入部１８および流出部１９が設けられた１つまたは複数の気化チャネル１０とを備えている。冷却チャネル９と気化チャネル１０とが、伝達壁によって分けられ、１つまたは複数の気化チャネル１０には、気化チャネル１０内で気化を行うことができるように、伝達壁を湿潤させるための手段が設けられていることは、この図には示されていない。熱交換器８内の冷却チャネル９と気化チャネル１０とは、たとえば、米国特許出願公開第２００４／２２６６９８号明細書、米国特許出願公開第２００２／０７３７１８号明細書、および米国特許出願公開第２０１１／３０２９４６号明細書に説明されているように構成することができるか、チャネルを熱交換器および／または間接的蒸発冷却器内に構成する任意の代替的方法で構成することができる。中央空気乾燥ユニット３から乾燥空気を取り出すための換気装置１２がさらに示されている。この導管６では、バルブ１４が存在している。このバルブ１４は、分けられた空間の内部と、接続導管のネットワークとの間の流体接続を部分的または完全に切断するように調整することができる。流体接続を完全に切断することは、分けられた空間が冷却を必要とせず、他の空間が冷却を必要としている場合に有利である。そのような切断が不可能である場合、他の空間の他のユニット５の換気装置が、中央乾燥ユニット３から取り出す代わりに、動作していないユニットと、そのユニットの流体接続した空間とから空気を取り出す。図３は、導管６内の空気の流れを測定するための手段１５をさらに示している。この情報は、バルブ１４および換気装置１２を制御するために使用され得る。再熱器（図示せず）も、冷却の代わりに加熱が必要とされる状況において、空気の温度を上昇させるために、供給空気流内に存在し得る。

局所的な間接的気化冷却ユニット５では、１つまたは複数の冷却チャネル１７の流出部が、導管７を介して分けられた空間の内部に流体接続されるとともに、導管７ａを介して１つまたは複数の気化チャネル１８の流入部に流体接続されている。１つまたは複数の冷却チャネル１６の流入部は、導管１１を介して、分けられた空間の内部と流体接続されている。１つまたは複数の冷却チャネル１６の流入部は、中央空気乾燥ユニット３の、乾燥空気のための流出部６にも流体接続されている。気化チャネル１９の流出部は、導管１３に接続されている。気化チャネル１０には、気化チャネル内で気化を行うことができるように、伝達壁を湿潤させるための手段が設けられている。換気装置１２およびバルブ１４は、乾燥空気流に流体接続された、任意の適切な位置に局所的に配置することができることに留意されたい。代替的には、任意の構成を、同じ設計の空気流を形成するために、中央換気装置および／または局所的に配置された換気装置（複数の場合もある）のいずれかで使用することができる。換気装置１２、バルブ１４、および、乾燥空気１５の流れを測定するための手段が、それらのすべて、またはいずれかが、熱交換器８を有する共通のハウジング内に配置することができるか、熱交換器８と分けられたハウジング内に配置することができることにも留意されたい。

図４は、上で言及した、第２の可能性のある局所的なユニット５のフロー図を示しており、図３と同じ要素６〜１９を使用している。局所的な間接的気化ユニットでは、１つまたは複数の気化チャネル１０の流入部１８が、中央空気乾燥ユニット３の乾燥空気の供給部に導管６を介して流体接続されている。１つまたは複数の冷却チャネル９の流入部１６と流出部１７とは、導管１１と導管７とを介して、分けられた空間の内部と流体接続されている。

図５は、上で言及した、第３の可能性のある局所的なユニット５のフロー図を示しており、図３と同じ要素６〜１９を使用している。局所的な間接的気化ユニットでは、１つまたは複数の冷却チャネル９の流入部１６が、中央空気乾燥ユニット３の乾燥空気のための流出部６に流体接続されている。１つまたは複数の冷却チャネル９の流出部１７は、導管７を介して、分けられた空間の内部と流体接続されている。１つまたは複数の気化チャネル１０の流出部１９は、導管１３を介して、分けられた空間の内部と流体接続されている。

図６Ａは、図３によるユニットがどのように、冷却が必要とされていない状況のために修正され得るかを示している。このため、局所的なユニットは、新鮮な空気を前記分けられた空間に供給し、前記分けられた空間から空気を排出するために、有利に使用することができる。ここで、比較的温かい室内の空気と、比較的低温の室外の空気との間の熱回収が達成される。このことは、室内の空気を１つまたは複数の気化チャネル１０に通し、それにより、湿潤手段がオフにされることによって達成される。外部の空気は、１つまたは複数の冷却チャネル９を通過する。黒い円は、導管７ａ、流入部１６との直接の接続、および、図６Ｂに示す導管１３との直接の接続を閉じるために閉じられたバルブである。中央乾燥ユニットによる除湿を行う必要はない。この場合、換気装置１２は、導管６から、１つまたは複数の冷却チャネル９を通して空気を取り出す必要がある。

図６Ｂは、図３によるユニットがどのように、冷却が必要とされており、外部の空気の温度が、前記冷却を達成するのに十分に低い状況のために変更され得るかを示している。この図は、熱交換が行われていない状況を示している。換気装置１２によって導管６から、冷却チャネル９を介して導管７に取り出される空気は、前記ユニット内では熱交換していない。このことは、空間の内部から導管１１を介して取り出された空気が、導管１３に直接接続され、気化チャネル１０をバイパスしているためである。

本発明の利点を説明するために、図１による最新技術の建物と、図２における本発明による建物との間の比較を行う。図２による局所的な間接的気化冷却ユニットは、図３による、本発明の、第１の可能性のある局所的なユニットに関するものである。

この例では、建物を調整するための、４．２００ｍ^３／ｈの冷却された供給空気流を、両方のシステムについて想定する。やはり、４．２００ｍ^３／ｈの、建物の外への取出／排出空気量が想定される。この理由は、この量が、少なくとも同程度の量の空気を建物内に供給することと、建物から取り出すこととの両方のために、空気処理システムにおいて一般的であるためである。空気は、分けられた空間の各々（図１のシステムの場合）、または、局所的な気化冷却ユニット（図２のシステムの場合）に、中央ユニットから、局所的な空間／ユニットに、共通のエアダクトを通して供給される。この例は、６つの分けられた空間を想定しており、この空間の各々は、７００ｍ^３／ｈの、等しい冷却供給空気と、外部への排出空気を伴っている。この例では、図２の局所的な気化冷却ユニットが、分けられた空間内に配置されている。

図１による建物内では、中央ユニットが、建物へと、建物からとの両方で、４．２００ｍ^３／ｈを移送しなければならず、かつ、分けられた空間の各々へと、空間の各々からとの両方で、７００ｍ^３／ｈを移送しなければならない。各導管のサイズは、これら数値にマッチするようになっている。

図２による建物では、中央乾燥ユニットは、建物に１８００ｍ^３／ｈを移送しなければならず、各ユニットに、同じ冷却空気を供給することを達成するために、局所的な気化冷却ユニットに３００ｍ^３／ｈを移送しなければならない。このことは、より小さい導管が、本発明による建物に使用され得ることを示している。図２における空気が未だ冷却されていないことから、特定の気候条件において、絶縁さえ省略され得る。

局所的な気化冷却ユニットの各々は、分けられた空間の内部から７００ｍ^３／ｈを取り出し、これを、中央乾燥ユニットからの３００ｍ^３／ｈとともに、冷却チャネルの流入部に供給する。合計で１．０００ｍ^３／ｈが冷却チャネルの流出部を出て、この流出部から、７００ｍ^３／ｈが分けられた空間の内部に供給され、３００ｍ^３／ｈが、分けられた空間および建物の外に排出される。この排出は、比較的短い導管を介する場合がある。

以下の表は、建物毎に必要とされるエアダクトの概要を示している。この表から、本発明に必要とされるエアダクトがより少ないことが明らかである。慣習的システムに関しては少なくとも４２００ｍ^３／ｈであり、本発明に関しては１８００ｍ^３／ｈであることから、本発明による建物では、除湿する必要がある空気がより少ないことも明らかである。

Claims (12)

1. ２つ以上の分けられた空間と、空気処理システムとを備えた建物であって、空気処理システムが、接続導管のネットワークにより、２つ以上の局所的な気化冷却ユニットに流体接続された中央空気乾燥ユニットを備え、少なくとも２つの局所的な気化冷却ユニットの各々が、建物の分けられた空間に流体接続され、局所的な気化冷却ユニットが、空気のための流入部および流出部が設けられた１つまたは複数の冷却チャネルと、空気のための流入部および流出部が設けられた１つまたは複数の気化チャネルと、を備え、冷却チャネルと気化チャネルとが、伝達壁によって分けられ、１つまたは複数の気化チャネルには、気化チャネル内で気化を行うことができるように、伝達壁を湿潤させるための手段が設けられ、中央空気乾燥ユニットが、建物の外部で得られた空気のための流入部と、局所的な気化冷却ユニットに流体接続されている、乾燥空気のための流出部とを備え、１つまたは複数の冷却チャネルの流出部が、分けられた空間の内部に流体接続され、１つまたは複数の気化チャネルの流出部が、分けられた空間の外部に流体接続されており、
   気化冷却ユニットが、建物の分けられた空間に流体接続され、１つまたは複数の冷却チャネルの流出部が、分けられた空間の内部に流体接続されているとともに、１つまたは複数の気化チャネルの流入部に流体接続され、１つまたは複数の冷却チャネルの流入部が、分けられた空間の内部に流体接続されているとともに、中央空気乾燥ユニットの乾燥空気のための流出部に流体接続されている、建物。
2. 局所的な気化冷却ユニットには、中央空気乾燥ユニットから取り出される乾燥空気の処理量を変化させ、中断する手段が設けられている、請求項１に記載の建物。
3. 局所的な気化冷却ユニットには、中央乾燥ユニットから前記局所的な気化冷却ユニットに取り出される乾燥空気の量を測定するための手段が設けられている、請求項１または請求項２に記載の建物。
4. 気化冷却ユニットの少なくとも２つが、建物に含まれている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の建物。
5. 局所的な気化冷却ユニットには、中央乾燥ユニットから乾燥空気を取り出すのに適している換気装置が設けられている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の建物。
6. 局所的な気化冷却ユニットには、分けられた空間の内部から前記局所的な気化冷却ユニットに取り出される空気の量を測定するための手段が設けられている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の建物。
7. 気化冷却ユニットには、冷却ユニットの冷却能力を個別に制御するのに適している制御手段が設けられている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の建物。
8. 中央乾燥ユニットが、中央乾燥ユニットに提供される空気を冷却し、かつ／または、中央乾燥ユニットから排出される空気を冷却するように配置されている、中央気化冷却ユニットに流体接続され、中央乾燥ユニットから排出された空気を冷却するように配置された中央気化冷却ユニットには、乾燥および冷却された空気のための、２つ以上の局所的な気化冷却ユニットに流体接続された流出部が設けられている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の建物。
9. 中央乾燥ユニットの乾燥能力が、中央乾燥ユニットに流体接続された局所的な気化冷却ユニットの要求される能力に調整可能である、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の建物。
10. 中央乾燥ユニットが、再生温度が低い収着材料を含んでいる、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の建物。
11. 収着材料が、臨界共溶温度が低いポリマ（ＬＣＳＴポリマ）である、請求項１０に記載の建物。
12. ＬＣＳＴポリマが、ポリオキサゾリン、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）、およびポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）を含むグループから選択される、請求項１１に記載の建物。

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