【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景(1)
此申请涉及气候和环境管理系统，特别是用来改善有效能流、系统熵水平和资源利用。(2)相关技术说明从很早之前开始，人类就已经改变其环境以利用周围的事物并提供更适宜的环境。种植比如篱笆墙挡风。洼地为植物保留水分。水中田畦为农业生产创造了最佳的环境。防雾围栏和空气井将空气除湿并且提供水。将建筑物进行定向以缓和太阳辐射，高热质量墙体捕获白天的热量以在晚上释放。受控制的火焰提供补充热量。风车捕获风的能量，叶轮捕获流水的能量。随着半透明玻璃的出现，温室找到了利用太阳辐射的新方向，从而进一步缓和气候。伴随化石燃料的发现和工业革命的开始，涌现出关于气候、设备、和过程控制的新方法，还创造了当前的加热、通风、和空调(HVAC)工业。这些现代气候控制技术中的大多数都采用大量的能量输入，它们提供的服务范围(通常是加热、冷却、通风及湿度控制)却往往有限。对这些系统的改进在持续增加，但通常仅继续针对气候控制的这些方面。很多以上引用的现有技术，它们展示了许多这些类型的气候控制改进方案。几乎所有这些设计集中于一个单一的设计目标：节能。有些设计，一些是为研究和太空应用，比如1994年颁予Hawes等人的美国专利5,322,035(用于封闭生态系统的水文系统(HydrologicalSystemforaClosedEcologicalSystem))，Cullingford的美国专利5,0...
【技术保护点】
一种优化耗散结构内部有效能的方法，所述方法包括:提供包括热通量和储存器的热管理系统，调节有效能载体；提供大气管理系统，其包括气体处理，气体分配，气体浓缩，驱使有效能载体通过活性剂，过滤操作，对选自分子、微粒和挥发性有机化合物的物质进行的转化和浓缩；控制辐射过程，其包括直接的和集中的光线，并优化太阳和人工辐射使用；管理水文循环，其包括结构有效能、利用和补救措施、时间周期和事件；利用物质循环操作，其中物质循环包括合成代谢和分解代谢处理，藻类光生物反应器(APBR)，养耕共生，生物化学、催化及热化学处理，氮和碳循环，以及源隔离；提供能量系统原动机，其包括通过系统的热通量热能，以及压力差的生成；提供监管系统，其包括通过扩散过程，以及通过管理有效能流的信息处理，随时间管理能量和质量交换；以及利用建筑体系，其包括物质和能量梯级跌流的稳态调节、随时间管理能量和质量交换、单纯扩散、小气候、集中的太阳能、存储质量和传输质量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.22 US 13/974,0381.一种优化耗散结构内部有效能的方法，所述方法包括:
提供包括热通量和储存器的热管理系统，调节有效能载体；
提供大气管理系统，其包括气体处理，气体分配，气体浓缩，驱
使有效能载体通过活性剂，过滤操作，对选自分子、微粒和挥发性有
机化合物的物质进行的转化和浓缩；
控制辐射过程，其包括直接的和集中的光线，并优化太阳和人工
辐射使用；
管理水文循环，其包括结构有效能、利用和补救措施、时间周期
和事件；
利用物质循环操作，其中物质循环包括合成代谢和分解代谢处理，
藻类光生物反应器(APBR)，养耕共生，生物化学、催化及热化学处
理，氮和碳循环，以及源隔离；
提供能量系统原动机，其包括通过系统的热通量热能，以及压力
差的生成；
提供监管系统，其包括通过扩散过程，以及通过管理有效能流的
信息处理，随时间管理能量和质量交换；以及
利用建筑体系，其包括物质和能量梯级跌流的稳态调节、随时间
管理能量和质量交换、单纯扩散、小气候、集中的太阳能、存储质量
和传输质量。
2.权利要求1的方法，其中蓄热器包括多个每一个都具有指定的
存储热有效能的温度范围的储存器，所述储存器的温度梯度与热源和
冷源有关。
3.权利要求1的方法，其中蓄热器包括选自显热和潜热的储热材
料。
4.权利要求1的方法，其中包括材料选自活性炭和沸石的分子筛
的气体处理对选自CO2、SO2、氧气和氮气的气体的空气流进行吸收、
富集和分离步骤。
5.权利要求1的方法，其中气体处理包括选自二氧化钛TiO2、有
机物和金属的光催化剂和催化亲水表面分解有机材料。
6.权利要求1的方法，其中驱使有效能载体通过活性剂包括对流
\t流体回路，其使所述有效能载体通过选自催化剂、细菌、微生物和自
养生物的活性剂。
7.权利要求1的方法，其中过滤操作包括对流效应和热虹吸效应，
并由监管系统进行管理。
8.权利要求1的方法，其中包括选自催化剂、细菌、自养生物和
微生物的催化剂的转化物质将选自氮氧化物和二氧化硫的物质转化成
所述物质的包括氮、硫和氧的元素组分。
9.权利要求1的方法，其中直接的和集中的光线结构包括选自建
筑塔、楼梯、太阳能烟囱、固定和跟踪型反射表面、光束转向可调的
焦点、以及六边形建筑设计的所述结构。
10.权利要求1的方法，其中优化辐射使用，其第一步，使用六边
形建筑设计；以及第二步，使用选自天窗，百叶窗，光致变色、热致
变色、电致变色和光电致变色技术，以及可伸缩式遮阳网的光控技术。
11.权利要求1的方法，其中管理水文循环包括结构有效能和时间
事件、时间和事件记录、水的输入、以及将所述水隔离到蓄水池和流
体处理过程。
12.权利要求11的方法，其中在某特定事件中水的输入包括：第
一步，确定水质，从而可以隔离所述水；任选地第二步，将所述水与
其他水结合；以及第三步，包括使用数据对所述水进行实时和近实时
的测试和分析，所述数据选自污染指数、农药应用工业事件、以及直
接的用户干预。
13.权利要求12的方法，其中所述测试和分析采用所述数据的预
测性分析。
14.权利要求1的方法，其中管理水文循环包括捕获并储存降水的
结构有效能。
15.权利要求1的方法，其中除湿包括利用选自沸石的干燥剂。
16.权利要求15的方法，其中干燥剂的再生的第一步，将所述干
燥剂逐渐升温至热存储系统的温度梯度的温度；第二步，所含的水相
变成蒸汽；第三步，所述蒸汽被释放，随后通过各种换热过程凝结成
水；以及第四步，重新捕获热能。
17.权利要求1的方法，其中源隔离包括多个用于隔离尿以及选自
\t氟化物和石油化学品的常见污染物的排水管。
18.权利要求17的方法，其中多个排水管包括不同的处理系统，
所述处理系统被优化以用于选自牙膏、化妆品和洗剂的特定污染物。
19.权利要求1的方法，其中藻类光生物反应器(APBR)包括使
用选自太阳辐射和人工辐射的光合作用，其中所述光合作用为物质循
环和生物质生产提供氧化。
20.权利要求1的方法，其中藻类光生物反应器(APBR)使用从
菌丝体获得的富集型CO2材料。
21.权利要求20的方法，其中菌丝体生产包括在无菌培养基上进
行培养，所述无菌培养基的生产优选包括厌氧消化产生的青贮饲料。
22.权利要求21的方法，其中无菌培养基生产包括热调节的巴氏
杀菌过程，所述巴氏杀菌过程借助源于藻类光生物反应器(APBR)的
O2的受控输入。
23.权利要求1的方法，其中热化学处理包括气化热解解聚生产合
成气、热解油和生物炭。
24.权利要求1的系统，其中催化处理包括由生物质热解解聚生产
合成气。
25.权利要求1的方法，其中选自热电发电机、热声原动机、兰金
系统、卡诺系统、和狄塞耳系统的原动机由热通量热能操控。
26.权利要求1的方法，其中压力差包括当液体发生相变并膨胀成
气体或者发生反向的相变时，利用相变中的热能通量，从而操控所述
原动机。
27.权利要求1的方法，其中监管系统包括有效能、资源环境和信
息处理管理。
28.权利要求1的方法，其中用于物质和能量梯级跌流的稳态调节
的建筑系统包括：第一步，管理选自单纯扩散、小气候、太阳能、储
存质量和运输质量的能量和质量的建筑交换，其中利用选自直接的和
集中的光线结构、建筑塔、楼梯、太阳能烟囱、固定和跟踪型反射表
面、光束转向可调的焦点、和六边形建筑设计的建筑结构；以及第二
步，使用选自天窗，百叶窗，光致变色、热致变色、电致变色和光电
致变色技术，和可伸缩式遮阳网的光控技术。
29.一种优化耗散结构内部有效能的系统，所述系统包括：
热管理系统，其包括与有效能载体相通的热通量储存器；
大气管理系统，其包括气体处理器、气体分布器、气体浓缩器、
有效能载体移动器(泵)、活性剂和过滤器，其包括对选自分子、颗
粒、和挥发性有机化合物的物质的转化器和浓缩器；
辐射过程控制器，其优化直接的和集中的光的太阳和人工辐射使
用；
水文循环管理系统，其包含气体、流体和固体处理器，时间周期
和事件控制器；
物质循环操控器，其中物质循环包括合成代谢和分解代谢处理、
藻类光生物反应器(APBR)、养耕共生系统、生物化学和热化学处理、
催化过程、氮和碳循环、以及源隔离；
能量系统原动机，其包括通过所述系统的热通量热能，以及压力
差的生成；
监管系统，其包含通过扩散，以及通过管理有效能流的信息处理，
随时间对能量和质量交换进行的管理；以及
建筑系统，其包含物质和能量梯级跌流的稳态调节器、随时间对
能量和质量交换进行管理的管理器、单纯扩散处理器、小气候区、太
阳能集中器、质量存储和质量运输。
30.权利要求29的系统，其中蓄热器包括多个每一个都具有指定
的存储热有效能的温度范围的储存器，所述储存器的温度梯度与热源
和冷源有关。
31.权利要求29的系统，其中蓄热器包含选自显热和潜热的储热
材料类型。
32.权利要求29的系统，其中气体处理器包括材料选自活性炭和
沸石的分子筛，在吸收、富集和分离步骤中处理气体，所述气体是CO2、
SO2、氧气和氮气。
33....
【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·汉斯·梅尔斯海默，
申请(专利权)人：凯文·汉斯·梅尔斯海默，
类型：发明
国别省市：美国;US
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