DE112016005361T5

DE112016005361T5 - ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM BASED ON AN ELECTROCHEMICAL CELL

Info

Publication number: DE112016005361T5
Application number: DE112016005361.4T
Authority: DE
Inventors: Bamdad Bahar; Kyriacos Zachary
Original assignee: Xergy Inc
Current assignee: FFI Ionix IP Inc
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2018-08-02
Also published as: HK1252495A1; WO2017091785A1; GB201807412D0; CN108291317B; GB2558847A; GB2558847B; CN108291317A

Abstract

Ein Umgebungssteuersystem verwendet Sauerstoff- und Feuchtigkeitskontrollgeräte, die mit einer Einschließung verbunden sind, um unabhängig den Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgrad in der Einschließung zu regulieren. Eine Sauerstoffabreicherungsvorrichtung kann eine Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle sein, welche mit dem Sauerstoff in der Zelle reagiert und durch elektrochemische Reaktion Wasser produziert. Eine Trocknungsvorrichtung kann eine Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezellen-Trocknungsvorrichtung, eine Membranen-Trocknungsvorrichtung oder ein Kondensator sein. Eine Steuerung kann die Höhe der Spannung und/oder des Stroms zur Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle steuern, und damit auch den Grad der Sauerstoffabreicherung und kann die Höhe der der Spannung und/oder des Stroms, die der Lufttrocknung-Elektrolysezelle zur Verfügung gestellt werden und damit auch den Grad der Lufttrocknung. Das Sauerstoffniveau kann bestimmt werden durch Messung der Spannung und durch Begrenzung der Stromstärke der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle. Die Einschließung kann eine künstliche Einschließung oder Einschließung zur Nahrungsmittelaufbewahrung seinAn environmental control system uses oxygen and humidity control devices associated with an enclosure to independently regulate the oxygen and moisture level in the enclosure. An oxygen depletion device may be an oxygen depletion electrolysis cell which reacts with the oxygen in the cell and produces water by electrochemical reaction. A drying apparatus may be an oxygen depletion electrolytic cell drying apparatus, a membrane drying apparatus, or a condenser. A controller may control the magnitude of the voltage and / or current to the oxygen depletion electrolysis cell, and thus also the degree of oxygen depletion, and the magnitude of the voltage and / or current provided to the air-drying electrolysis cell, and thus also the degree of air drying. The oxygen level can be determined by measuring the voltage and limiting the amperage of the oxygen depletion electrolysis cell. The enclosure can be an artificial enclosure or enclosure for food storage

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Querverweis zu verwandten AnmeldungenCross reference to related applications

Diese Anmeldung beansprucht den Schutz der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/258,945 , eingereicht am 23. November 2015, der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/300,074 , eingereicht am 26. Februar 2016, der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/353,545 , eingereicht am 22. Juni 2016, der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/373,329 , eingereicht am 10. August 2016, und der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/385,175 , eingereicht am 8. September 2016; welche in ihrer Vollständigkeit durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.This application claims the protection of the provisional U.S. Patent Application No. 62 / 258,945 , filed on 23 November 2015, the provisional one U.S. Patent Application No. 62 / 300,074 , filed on 26 February 2016, the provisional U.S. Patent Application No. 62 / 353,545 , filed on June 22, 2016, the provisional U.S. Patent Application No. 62 / 373,329 , filed on 10 August 2016, and the provisional one U.S. Patent Application No. 62 / 385,175 , filed on 8 September 2016; which are incorporated herein by reference in their entirety.

Hintergrundbackground

Es gibt eine Vielzahl von Arten von Einschließungen bei denen es nach einer Umgebungssteuerung verlangt, worin der Sauerstoffgehalt und/oder der Feuchtigkeitsgehalt geregelt werden. Zum Beispiel werden Museumsartefakte und Dokumente oft in umgebungsgesteuerten Einschließungen aufbewahrt, um eine Verschlechterung durch Oxidierung, Rosten und ähnlichem, zu vermindern. Erzeugnisse und andere Konsumgüter und Produkte, einschließlich gekühlten Produkten, können zudem von der Aufbewahrung in umgebungsgesteuerten Einschließungen profitieren. Elektrolysezellen auf Basis von einer Membranen-Elektroden-Anordnung können in einem Elektrolyse-Modus zur Reduzierung des Sauerstoffgehalts mit einer Zunahme von Feuchtigkeit oder zur Reduzierung der Feuchtigkeit mit einer Zunahme des Sauerstoffgehalts verwendet werden. In den meisten Anwendungen von Einschließungen für Wertsachen und Erzeugnisse ist jedoch die Reduzierung von sowohl Sauerstoffgehalt als auch Feuchtigkeitsgrad wünschenswert. Es besteht der Bedarf an einem energieeffizienten, beständigen, leisen und wirksamen Umgebungssteuersystem für die Einschließungen.There are a variety of types of enclosures which require environmental control in which the oxygen content and / or the moisture content are controlled. For example, museum artefacts and documents are often stored in environmental enclosures to reduce deterioration due to oxidation, rusting, and the like. Products and other consumer products and products, including refrigerated products, may also benefit from storage in environmentally controlled enclosures. Electrolysis cells based on a membrane-electrode assembly may be used in an electrolysis mode to reduce oxygen content with an increase in moisture or to reduce moisture with an increase in oxygen content. However, in most uses of enclosures for valuables and articles, the reduction of both oxygen content and moisture level is desirable. There is a need for an energy-efficient, consistent, silent and effective containment environment control system.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umgebungssteuersystem, welches durch die Verwendung elektrochemischer Zellen die effektive Steuerung von Sauerstoffgehalt und Feuchtigkeit in einer Einschließung ermöglicht. In einer Ausführungsform werden sowohl Sauerstoffgehalt als auch Feuchtigkeit in einer Einschließung reduziert. In einer anderen Ausführungsform wird der Sauerstoffgehalt erhöht während die Feuchtigkeit erhöht wird. Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem verwendet Geräte zur Steuerung des Sauerstoffgehalts und der Feuchtigkeit, welche mit einer Einschließung verbunden sind, um unabhängig voneinander die Sauerstoffkonzentration, die Feuchtigkeit und die relative Luftfeuchtigkeit in der Einschließung zu steuern. Als Gerät zur Steuerung des Sauerstoffgehalts kann eine Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle eingesetzt werden, welche mit dem Sauerstoff reagiert und durch eine elektrochemische Reaktion Wasser produziert. In einer alternativen Ausführungsform wird ein Steuerstoffsteuergerät als ein Sauerstoffanreicherungsgerät verwendet, wobei in der Einschließung Sauerstoff durch eine Reaktion mit Wasser produziert wird, aus welcher Sauerstoff und Protonen hervorgehen. Als Luftentfeuchtungsgerät kann eine Luftentfeuchtungs-Elektrolysezelle, eine Luftbefeuchtungs-Elektrolysezelle, ein Trockenapparat, eine Membran-Trenneinrichtung und/oder ein Kondensator verwendet werden. Ein Regler kann die Stärke der Spannung und/oder des Stroms steuern, der der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle zur Verfügung gestellt wird, wodurch der Grad der Sauerstoffabreicherung geregelt wird. Auch kann dieser zur Steuerung der Spannung und/oder des Stroms zur Lufttrocknung-Elektrolysezelle eingesetzt werden, wodurch der Grad der Lufttrocknung geregelt wird.The invention relates to an environmental control system which, through the use of electrochemical cells, enables the effective control of oxygen content and moisture in an enclosure. In one embodiment, both oxygen content and moisture are reduced in an enclosure. In another embodiment, the oxygen content is increased while the humidity is increased. An exemplary environmental control system employs oxygen content and humidity control devices connected to an enclosure to independently control oxygen concentration, humidity, and relative humidity in the enclosure. As a device for controlling the oxygen content, an oxygen depletion electrolysis cell can be used, which reacts with the oxygen and produces water by an electrochemical reaction. In an alternative embodiment, a fuel control device is used as an oxygenator, wherein oxygen is produced in the enclosure by reaction with water, from which oxygen and protons emerge. As the dehumidifying apparatus, an air dehumidifying electrolytic cell, an air humidifying electrolytic cell, a drying apparatus, a membrane separator, and / or a condenser may be used. A controller may control the magnitude of the voltage and / or current provided to the oxygen depletion electrolysis cell, thereby controlling the degree of oxygen depletion. Also, this can be used to control the voltage and / or the current to the air-drying electrolysis cell, whereby the degree of air drying is controlled.

In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Umgebungssteuersystem mit einer Einschließung verbunden und umfasst eine Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle, welche die Sauerstoffkonzentration in einer Einschließung vermindert. Eine Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle umfasst ein ionenleitendes Material, wie etwa einen lonomer, welches Kationen oder Protonen von einer Anode zu einer Kathode führt, wobei die Anode und die Kathode auf entgegengesetzten Seiten des Ionomeres angeordnet sind. Die Kathode befindet sich im fließendem Austausch mit der Einschließung, und eine Stromquelle ist mit der Anode und der Kathode gekoppelt um elektrische Spannung durch die Anode und die Kathode zu gewährleisten, wodurch die Elektrolyse von Wasser angestoßen wird. Wasser wird gespalten und es entstehen Sauerstoff und Protonen auf der Anode, wobei die Protonen durch den lonomer, oder das kationleitende Material, zur Kathode geleitet werden, wo diese Protonen auf der Kathode mit Sauerstoff reagieren, wobei Wasser entsteht. Hierbei wird Sauerstoff auf der Kathodenseite abgebaut, wodurch Wasser auf der Kathodenseite entsteht. Wie hier beschrieben, werden neuartige Systemkonfigurationen verwendet zur Reduzierung und Steuerung des Feuchtigkeitsgrades innerhalb einer Einschließung, welche zumindest teilweise durch die Kathode der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle entstehen können.In an exemplary embodiment, an environmental control system is connected to an enclosure and includes an oxygen depletion electrolysis cell that reduces the concentration of oxygen in an enclosure. An oxygen depletion electrolysis cell comprises an ion conducting material, such as an ionomer, which carries cations or protons from an anode to a cathode, with the anode and the cathode disposed on opposite sides of the ionomer. The cathode is in flux exchange with the enclosure, and a current source is coupled to the anode and the cathode to provide electrical voltage through the anode and cathode, thereby triggering the electrolysis of water. Water is split and oxygen and protons are produced on the anode, with the protons being passed through the ionomer, or cation-conducting material, to the cathode where these protons on the cathode react with oxygen to produce water. In this case, oxygen is decomposed on the cathode side, whereby water is formed on the cathode side. As described herein, novel system configurations are used to reduce and control the level of moisture within an enclosure that may arise, at least in part, through the cathode of the oxygen depletion electrolysis cell.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann eine Sauerstoffanreicherungs-Elektrolysezelle beinhalten, wobei die Anode so angeordnet ist, dass sie sich in fließendem Austausch mit der Einschließung befindet und Sauerstoff durch die Reaktion von Wasser auf der Anode produziert wird. Eine Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle kann sowohl in einem Sauerstoffabreicherungs-Betriebsmodus oder in einem Sauerstoffanreicherungs-Betriebsmodus genutzt werden, abhängig von dem Potential das auf die Anode und die Kathode angewendet wird.An exemplary environmental control system may include an oxygenation electrolysis cell, wherein the anode is arranged to be in fluid communication with the enclosure and oxygen is produced by the reaction of water on the anode. A Oxygen control electrolysis cell may be used in both an oxygen depletion mode of operation or an oxygen enrichment mode of operation, depending on the potential applied to the anode and the cathode.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem umfasst eine Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung, wie z. B. eine Luftentfeuchtungsvorrichtung welche den Luftfeuchtigkeitsgrad der Einschließung entweder direkt oder indirekt reduziert. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Luftentfeuchtungsvorrichtung eine Luftentfeuchtungs-Elektrolysezelle, welche Wasser aus der Einschließung, der Klimaanlagenkammer oder dem Luftfeuchtigkeitssteuerabschnitt der Klimaanlagenkammer herauspumpt. Weitere Luftentfeuchtungsvorrichtungen beinhaltenen einen Separator, wie z. B. einen Membranen-Separator, welcher feuchtigkeitsdurchlässig aber im Wesentlichen luftundurchlässig ist, und dadurch den Sauerstoffaustausch unterbindet. Ein Separator, der im Wesentlichen luftundurchlässig ist, lässt, durch seine Dicke, keinen Gasdurchfluss in großen Mengen zu, und kann eine Gurley Densometer Zeit von 100 Sekunden oder mehr haben, beispielsweise das Model 4110N von Gurley Precision Instruments aus Troy (New York). Andere Luftentfeuchtungsvorrichtungen umfassen Trockenmittel, Kondensatoren und jegliche Kombination der oben beschriebenen Luftentfeuchtungsvorrichtungen.An exemplary environment control system includes an air humidity control device, such as a humidity control device. B. an air dehumidifier which reduces the humidity level of the enclosure either directly or indirectly. In an exemplary embodiment, the air dehumidifier is an air dehumidification electrolysis cell that pumps water out of the enclosure, the air conditioning chamber, or the humidity control section of the air conditioning chamber. Other air dehumidifiers include a separator, such as a separator. As a membrane separator, which is moisture permeable but substantially impermeable to air, and thereby inhibits the exchange of oxygen. A separator that is substantially air-impermeable does not permit gas flow in bulk through its thickness, and may have a Gurley Densometer time of 100 seconds or more, such as the Model 4110N from Gurley Precision Instruments of Troy (New York). Other air dehumidifiers include desiccants, condensers, and any combination of the above-described dehumidifiers.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann eine Luftbefeuchtungs-Elektrolysezelle beinhalten, wobei die Elektrolysezelle in solcher Weise betrieben wird, dass sich die Kathode in fließendem Austausch mit der Einschließung oder dem Luftfeuchtigkeitssteuerabschnitt einer Klimaanlagenkammer befindet. In einer Ausführungsform produziert eine Luftbefeuchtungs-Elektrolysezelle Feuchtigkeit in einer Klimaanlagenkammer, und eine Seperatorenmembran leitet diese Feuchtigkeit weiter zu einer Sauerstoffsteuerkammer.An exemplary environmental control system may include an air humidification electrolysis cell wherein the electrolytic cell is operated in such a manner that the cathode is in fluid communication with the enclosure or humidity control section of an air conditioning chamber. In one embodiment, an air humidification electrolysis cell produces moisture in an air conditioning chamber and a separator membrane forwards that moisture to an oxygen control chamber.

In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Sauerstoffregler und/oder der Luftbefeuchtungs-Elektrolyseur ein lonomer, wie z. B. einem Perfluorsulfonsäure-Polymer. Der lonomer kann eine Zusammensetzung sein, die ein Trägermaterial das mit dem Ionomer beschichtet oder durchtränkt ist beinhaltet. Der Ionomer kann sehr dünn sein, wie z. B. weniger als 25 Mikrometer, weniger als 20 Mikrometer, oder bevorzugterweise weniger als 15 Mikrometer. Ein dünner Ionomer wird bevorzugt da er eine höhere Rate des Protonentransports und eine höhere Effizienz ermöglicht.In an exemplary embodiment, the oxygen regulator and / or the humidification electrolyzer comprises an ionomer, such as an ionomer. As a perfluorosulfonic acid polymer. The ionomer may be a composition that includes a carrier material coated or impregnated with the ionomer. The ionomer can be very thin, such as. Less than 25 microns, less than 20 microns, or more preferably less than 15 microns. A thin ionomer is preferred because it allows a higher rate of proton transport and higher efficiency.

In einer beispielhaften Ausführungsform wird eine Klimaanlagenkammer zur Entfeuchtung eines in die Einschließung eingefügten Gases verwendet. Eine Klimaanlagenkammer, oder ein Teil davon, steht in fließendem Austausch mit der Einschließung, und es stehen ein oder mehrere Ventile und/oder Lüfter oder andere Einrichtungen zur Bewegung des Gases zwischen der Klimaanlagenkammer und der Einschließung zur Verfügung. In einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Klimaanlagenkammer aufgeteilt in eine Sauerstoffsteuerkammer und eine Feuchtigkeitssteuerkammer. Eine Trennmembran kann zwischen der Sauerstoffsteuerkammer und der Feuchtigkeitssteuerkammer angeordnet werden, welche den Durchlauf von Feuchtigkeit von einer Kammer zur anderen ermöglicht. Diese abgetrennte Klimaanlagenkammer kann effektiv die Feuchtigkeit in der Sauerstoffsteuerkammer reduzieren wobei gleichzeitig die Feuchtigkeit in der Sauerstoffsteuerkammer reduziert wird. Wenn der Feuchtigkeitsgrad in der Sauerstoffsteuerkammer höher ist als der Feuchtigkeitsgrad in der Klimaanlagenkammer, wird Wasserdampf durch die Trennmembran zur Klimaanlagenkammer aufgrund des Konzentrationsgefälles befördert. Die Feuchtigkeitssteuerkammer kann den Feuchtigkeitsgrad durch einen oder mehrere der hierin beschriebenen Luftentfeuchtungsvorrichtungen reduzieren. Eine Luftentfeuchtungs-Elektrolysezelle kann beispielsweise Wasser aus dem Luftfeuchtigkeitssteuerabschnitt heraus pumpen, um einen sehr geringen Feuchtigkeitsgrad in der Feuchtigkeitssteuerkammer aufrechtzuerhalten. Dadurch wird Feuchtigkeit aus der Sauerstoffsteuerkammer durch einen Separator entzogen. Ein Separator kann aus einer lonomermembran bestehen, und bei der Ionomermembran kann es sich wiederum um eine verstärkte Ionomemembran handeln, welche ein Trägermaterial enthält. Ein Separator oder ein Feuchtigkeits-Durchlassmaterial kann gefaltet oder gewellt sein, um der Einschließung eine größere Öffnungsfläche zu bieten. Ein beispielhafter Separator ist ein Ionomer wie beispielsweise die Nafion®-Membran, von E. I. DuPont, Inc, Wilmington, Delaware, oder die Gore-Select®-Membran von W. L. Gore and Associates, Inc., Newark, Delaware.In an exemplary embodiment, an air conditioning chamber is used to dehumidify a gas inserted into the enclosure. An air conditioning chamber, or part thereof, is in fluid communication with the enclosure, and one or more valves and / or fans or other means for moving the gas between the air conditioning chamber and the enclosure are available. In an exemplary embodiment, an air conditioning chamber is divided into an oxygen control chamber and a humidity control chamber. A separation membrane may be disposed between the oxygen control chamber and the humidity control chamber, which allows the passage of moisture from one chamber to another. This separate air conditioning chamber can effectively reduce the humidity in the oxygen control chamber while at the same time reducing the humidity in the oxygen control chamber. When the humidity level in the oxygen control chamber is higher than the humidity level in the air conditioning chamber, water vapor is carried through the separation membrane to the air conditioning chamber due to the concentration gradient. The humidity control chamber may reduce the level of moisture by one or more of the air dehumidifiers described herein. For example, an air dehumidifying electrolytic cell may pump water out of the humidity control section to maintain a very low level of humidity in the humidity control chamber. This removes moisture from the oxygen control chamber through a separator. A separator may consist of an ionomer membrane, and the ionomer membrane may again be a reinforced ionomer membrane containing a support material. A separator or moisture passage material may be folded or corrugated to provide the enclosure with a larger opening area. An exemplary separator is an ionomer, such as the Nafion® membrane, from E.I. DuPont, Inc, Wilmington, Delaware, or the Gore-Select® membrane from W.L. Gore and Associates, Inc., Newark, Delaware.

Eine Sauerstoffsteuerkammer, oder ein Teil derselben, kann als Austauschleitung konfiguriert werden, sodass ein Einlass aus der Einschließung und ein Auslass in die Einschließung besteht. Eine Austauschleitung kann einen Separator enthalten zum Transfer von Feuchtigkeit aus der Sauerstoffsteuerkammer oder eine Austauschleitung zur Feuchtigkeitssteuerkammer. Eine Austauschleitung kann sich durch die Klimaanlagenkammer oder den Feuchtigkeitssteuerabschnitt der Klimaanlagenkammer erstrecken und kann auch verschachtelt sein, sodass ein zusätzlicher Teil sich in ihr angeordnet befindet. Eine Austauschleitung kann durch eine gewundene, aufgerollte, gefaltete oder hin- und hergehende Anordnung verschachtelt sein. Wenn ein Separator auf der Austauschleitung angeordnet ist, so vergrößert sich durch die verschachtelte Anordnung die Oberfläche für den Feuchtigkeitstransfer zur Feuchtigkeitssteuerkammer.An oxygen control chamber, or part of it, may be configured as a replacement conduit such that there is an inlet from the enclosure and an outlet into the enclosure. An exchange line may include a separator for transferring moisture from the oxygen control chamber or a replacement line to the humidity control chamber. An exchange line may extend through the air conditioning chamber or the humidity control section of the air conditioning chamber, and may also be nested so that an additional part is located in it. An exchange line may be nested by a coiled, rolled up, folded or reciprocating arrangement. If a separator is arranged on the exchange line, then increases by the interleaved arrangement Moisture transfer surface to the humidity control chamber.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann den Feuchtigkeitsgrad in der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer durch eine oder mehrere der hier beschriebenen Luftentfeuchtungsvorrichtungen reduzieren. Ein Trockenmittel kann angeordnet sein, um Feuchtigkeit aus der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer zu absorbieren und kann angeordnet sein in einer Luftentfeuchtungsschleife, einer Leitung mit einem Ein- und Auslass, der mit der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer verbunden ist. Ein Lüfter oder andere Vorrichtungen zur Bewegung von Luft können eingesetzt werden, um einen Durchfluss von Gas aus der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer zur Luftfeuchtigkeitssteuerkammer zu erzwingen. Auf diese Weise kann Feuchtigkeit aktiv entfernt werden durch den Durchfluss von Gas aus der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer durch die Luftentfeuchtungsschleife. Diese steht im Gegensatz zu einer passiven Luftentfeuchtung, bei der einfach ein Trockenmittel in der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer verbreitet wird. Jedes geeignete Trockenmittel kann benutzt werden, inklusive Silicagel und dergleichen. Zusätzlich kann ein Trockenmittel oder ein Trockenapparat mit einer Heizeinrichtung versehen werden, um die absorbierte Feuchtigkeit abzuführen, und Ventile können ermöglichen, dass die abgeführte absorbierte Feuchtigkeit aus dem System ausgestoßen wird, wodurch das Trockenmittel verjüngt/aufgefrischt wird.An exemplary environmental control system may reduce the level of humidity in the humidity control chamber by one or more of the air dehumidifiers described herein. A desiccant may be arranged to absorb moisture from the humidity control chamber and may be disposed in an air dehumidifying loop, a conduit having an inlet and outlet connected to the humidity control chamber. A fan or other means of moving air may be used to force a flow of gas from the humidity control chamber to the humidity control chamber. In this way, moisture can be actively removed by the passage of gas from the humidity control chamber through the air dehumidification loop. This is in contrast to passive dehumidification, where a desiccant is simply spread in the humidity control chamber. Any suitable drying agent may be used, including silica gel and the like. In addition, a desiccant or dryer may be provided with a heater to remove the absorbed moisture, and valves may allow expelled absorbed moisture to be expelled from the system, thereby rejuvenating / desiccating the desiccant.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann den Feuchtigkeitsgrad in der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer durch einen Kondensator vermindern. Auch hier kann der Kondensator innerhalb der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer oder in einer Luftentfeuchtungsschleife der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer angeordnet werden. Zusätzlich kann ein Kondensator auch Wasser in flüssiger Form produzieren, welches durch eine Reihe von Ventilen aus dem System ausgeschieden werden kann, oder welches in eine Wasserkammer geleitet werden kann, die sich im fließendem Austausch mit der Anode der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle befindet. Die Anode der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle kreiert Wasser aus Sauerstoff und Protonen.An exemplary environmental control system may reduce the level of humidity in the humidity control chamber through a condenser. Again, the condenser may be located within the humidity control chamber or in an air dehumidification loop of the humidity control chamber. In addition, a condenser may also produce water in liquid form, which may be excreted from the system by a series of valves, or which may be directed into a water chamber in fluid communication with the anode of the oxygen depletion electrolysis cell. The anode of the oxygen depletion electrolysis cell creates water from oxygen and protons.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann den Feuchtigkeitsgrad in der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer durch einen Separator vermindern, wie z. B. einen lonomer-Membrantrenner, wie hierin beschrieben. Der Separator kann zwischen der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer und der Außenumgebung angeordnet werden, und kann zum Transfer von Feuchtigkeit aus der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer zur Außenumgebung genutzt werden, wenn der Feuchtigkeitsgrad in der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer über den Feuchtigkeitsgrad der Außenumgebung ansteigt.An exemplary environmental control system may reduce the level of humidity in the humidity control chamber through a separator, such as a separator. An ionomer membrane separator as described herein. The separator may be disposed between the humidity control chamber and the outside environment, and may be used to transfer moisture from the humidity control chamber to the outside environment as the humidity level in the humidity control chamber increases above the humidity level of the outside environment.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann den Feuchtigkeitsgrad in der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer durch eine Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle vermindern, wobei sich die Anode in fließendem Austausch mit dem Innenbereich der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer befindet, und wobei sich die Kathode frei ausgesetzt zur Außenumgebung befindet. Wasser und Feuchtigkeit innerhalb der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer reagiert auf der Kathode, wobei Sauerstoff und Protonen entstehen. Die Protonen werden über oder durch die Ionomermembran zur Kathode befördert, wo sie mit Sauerstoff reagieren, wobei Wasser entsteht. Zusätzlich werden Wassermoleküle mitgezogen durch den Fluss der Protonen von der Anode zur Kathode. Ein Steuersystem kann den Feuchtigkeitsgrad innerhalb der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer, der Sauerstoffsteuerkammer und/oder der Einschließung überwachen, und darauf die Stromspannung auf der Anode und der Kathode der Luftentfeuchtungs-Elektrolysezelle der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer regeln.An exemplary environmental control system may reduce the humidity level in the humidity control chamber by a humidity control electrolysis cell, wherein the anode is in fluid communication with the interior of the humidity control chamber, and with the cathode exposed to the outside environment. Water and moisture within the humidity control chamber reacts on the cathode, producing oxygen and protons. The protons are transported over or through the ionomer membrane to the cathode, where they react with oxygen to produce water. In addition, water molecules are pulled along by the flow of protons from the anode to the cathode. A control system may monitor the level of humidity within the humidity control chamber, the oxygen control chamber, and / or the enclosure and thereon regulate the voltage on the anode and cathode of the dehumidifying electrolysis cell of the humidity control chamber.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann eine Treibmittelschleife oder eine Leitung enthalten, die Gas aus der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer zur Anodenseite der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle und zurück zur Luftfeuchtigkeitssteuerkammer leitet. Eine Treibmittelschleife vermindert die Luftfeuchtigkeit in der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer durch die Reaktion von Wasser aus der Treibmittelschleife auf der Anode der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle und kann als eine Luftentfeuchtungsvorrichtung betrachtet werden, wie sie hier benutzt wird. Ein Lüfter und ein oder mehrere Ventile können zum Antrieb von Gas aus der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer durch die Treibmittelschleife benutzt werden. Auch kann die Anode der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle zusätzliches Gas oder Luft aus der Außenumgebung der Klimaanlagenkammer erhalten.An exemplary environmental control system may include a propellant loop or conduit that directs gas from the humidity control chamber to the anode side of the oxygen depletion electrolysis cell and back to the humidity control chamber. A propellant loop reduces the humidity in the humidity control chamber by the reaction of water from the propellant loop on the anode of the oxygen depletion electrolysis cell and may be considered as an air dehumidifier as used herein. A fan and one or more valves may be used to drive gas from the humidity control chamber through the propellant loop. Also, the anode of the oxygen depletion electrolysis cell may receive additional gas or air from the outside environment of the air conditioning chamber.

Ein Steuersystem eines beispielhaften Umgebungssteuersystem kann einen oder mehrere Sensoren beinhalten, wie z. B. Sensoren zur Erfassung des Sauerstoffgehalts, des Feuchtigkeitsgrads und/oder der Temperatur, welche in der Klimaanlagenkammer, der Sauerstoffsteuerkammer, der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer und/oder der Einschließung oder Leitungen von und zu der Einschließung angeordnet sind. Das Steuersystem kann Messungen von diesen Sensoren erhalten und kann jeweils die Stromversorgung, Stromspannung und/oder Stromstärke zu den Elektrolysezellen steuern, um den Feuchtigkeitsgrad und/oder die Sauerstoffmenge nach Bedarf regeln. Eine Benutzereingabemöglichkeit kann ebenfalls genutzt werden, um den Feuchtigkeitsgrad und die Sauerstoffkonzentration für das System, wie z. B. für die Einschließung und das Steuersystem, einzustellen, oder Grenzwerte für jene zu setzen. Hierbei steuert ein Prozessor oder ein Mikroprozessor dann Lüfter, Ventile, Energieversorgung der Elektrolysezellen usw. um auf dem durch den Benutzer eingestellten Niveau oder den gesetzten Werten gehalten zu werden. Zusätzlich können Daten vom Steuersystem gesammelt werden und an ein zweites, außerhalb stehendes System weitergeleitet werden. Zum Beispiel kann ein entfernbares Speichergerät wie z. B. ein USB-Stick an das Umgebungssteuersystem angeschlossen werden, um Daten zu sammeln, wie Messungen von Temperatur, Feuchtigkeitsgrad, Sauerstoffkonzentration, Stromspannung an den Elektrolysezellen und dergleichen. Der USB-Stick kann entfernt werden zur Datenübertragung auf ein Sekundärgerät oder einen Rechner. In einer weiteren Ausführungsform kann ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem einen drahtlosen Signalgeber zur drahtlosen Übertragung von Daten an einen sekundären Standort, wie z. B. einen Rechner oder Server, beinhalten. Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann auch einen drahtlosen Signalempfänger zum Empfang von Sollwerten für Temperatur, Feuchtigkeitsgrad, Sauerstoffkonzentration und Stromspannung an den Elektrolysezellen beinhalten.A control system of an exemplary environmental control system may include one or more sensors, such as a sensor. B. Sensors for detecting the oxygen content, the degree of humidity and / or the temperature, which are arranged in the air conditioning chamber, the oxygen control chamber, the humidity control chamber and / or the enclosure or lines from and to the enclosure. The control system may receive measurements from these sensors and may each control the power supply, voltage and / or current to the electrolysis cells to control the level of humidity and / or the amount of oxygen as needed. A user input option may also be used to increase the level of moisture and oxygen concentration for the system, such as the level of humidity. For example, for the containment and the tax system, or to set limits for them. This controls a processor or a Microprocessor then fans, valves, power supply of electrolysis cells, etc. to be maintained at the level set by the user or the set values. In addition, data can be collected from the control system and forwarded to a second out-of-range system. For example, a removable storage device such as a storage device may be used. For example, a USB stick may be connected to the environmental control system to collect data such as temperature, humidity, oxygen concentration, voltage measurements on the electrolysis cells, and the like. The USB stick can be removed for data transfer to a secondary device or a computer. In another embodiment, an example environmental control system may include a wireless signal transmitter for wirelessly transmitting data to a secondary location, such as a mobile device. As a computer or server, include. An exemplary environment control system may also include a wireless signal receiver for receiving setpoint values for temperature, humidity, oxygen concentration and voltage at the electrolysis cells.

Eine bestimmte Anzahl von Filtern und/oder Ventilen kann zur Kontrolle von Gas- und Luftdurchfluss in und um das Umgebungssteuersystem genutzt werden. Filter können an der Klimaanlagenkammer angeordnet werden, um zu verhindern, dass die Elektrolysezellen durch Verunreinigungen vergiften. Filter können auch an Einlässen und Auslässen der Einschließung angeordnet werden. Zusätzlich können Trockenapparate an Luft- und Gas- Einlässen und Auslässen der Klimaanlagenkammer, Sauerstoffsteuerkammer und/oder Luftfeuchtigkeitssteuerkammer angebracht werden.A certain number of filters and / or valves may be used to control gas and air flow in and around the environmental control system. Filters may be placed on the air conditioning chamber to prevent the electrolysis cells from being contaminated by contaminants. Filters can also be placed at inlets and outlets of the enclosure. In addition, driers may be attached to air and gas inlets and outlets of the air conditioning chamber, oxygen control chamber and / or humidity control chamber.

In einer Ausführungsform wird ein Lüfter angebracht, um einen stetigen Strom von bearbeiteter Luft an die Elektrode eines Elektrolyseurs zu erzeugen. In einer beispielhaften Ausführungsform bläst ein MEA-Lüfter an die Elektrode, wobei der Luftstrom im Wesentlichen senkrecht ist, innerhalb einer Abweichung von 30 Grad senkrecht, oder innerhalb einer Abweichung von 20 Grad senkrecht, oder vorzugsweise innerhalb einer Abweichung von 10 Grad senkrecht zur Ebene der Elektrode ist. Es hat sich herausgestellt, dass dies die Leistung des Elektrolyseurs erheblich steigert. Es hat sich herausgestellt, dass das Blasen von bearbeiteter Luft durch einen Lüfter direkt auf die Anode einer Elektrolysezelle die Leistung jener um mehr als 200 Prozent steigert. Dieser getriebene Luftstrom kann Grenzschichten entfernen, welche die Reaktionsgeschwindigkeit mindern können.In one embodiment, a fan is mounted to produce a steady stream of processed air to the electrode of an electrolyzer. In an exemplary embodiment, an MEA fan blows to the electrode with the airflow substantially perpendicular, within a 30 degree deviation perpendicular, or within a 20 degree deviation perpendicular, or preferably within a 10 degree deviation perpendicular to the plane Electrode is. It has been found that this significantly increases the performance of the electrolyzer. It has been found that blowing processed air through a fan directly onto the anode of an electrolytic cell increases its output by more than 200 percent. This forced air flow can remove boundary layers which can reduce the reaction rate.

Es besteht eine Vielzahl von verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten bei denen die Steuerung der Sauerstoffkonzentration und/oder des Luftfeuchtigkeitsgrades wünschenswert oder erforderlich ist. Viele Einschließungen werden so gestaltet um diese Umweltparameter zu steuern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Tresore oder Einschließungen für Wertgegenstände, welche bei andauernder erhöhter Luftfeuchtigkeit Beschädigungen erleiden können, wie z. B. Dokumente, Artefakte, Juwelen, Schmuck, Waffen, Gewehre, Messer, Geldscheine und dergleichen. Zusätzlich bestehen Anwendungsmöglichkeiten bei denen ein Luftdurchfluss mit einem gesteuerten Sauerstoffgehalt und/oder Luftfeuchtigkeit wünschenswert ist, wie z. B. ein positiver Atemwegsdruck, eine PAP-Vorrichtung, ein Beatmungsgerät, ein Sauerstoffatemgerät und dergleichen. Eine PAP-Vorrichtung versorgt Personen mit einer unter Druck stehender Luftströmung, um diesen während des Schlafens mit bei der effektiven Atmung zu helfen. Ein Umgebungssteuersystem, wie hierin beschrieben, kann zusätzliche Luftfeuchtigkeit und/oder zusätzlichen Sauerstoff in den Luftstrom einer PAP-Vorrichtung leiten. Des Weiteren gibt es Gegenstände, wie zum Beispiel Frischwaren, die sich in einer Einschließung befindet, bei denen eine kontrollierte Sauerstoffkonzentration erwünscht oder vorteilhaft ist. Eine verminderte Sauerstoffkonzentration in einer Kühlanlage für Frischwaren kann verhindern, dass diese schlecht werden oder verderben. Zusätzlich können in manchen Einschließungen ein gesteuerter und verringerter Sauerstoffgehalt dazu führen, dass Organismen abgetötet werden.There are a variety of different applications in which the control of the oxygen concentration and / or the degree of humidity is desirable or required. Many enclosures are designed to control these environmental parameters, including, but not limited to, safes or enclosures for valuables that may be damaged in the event of prolonged increased humidity, such as, for example. As documents, artifacts, jewels, jewelry, weapons, rifles, knives, bank notes and the like. In addition, there are applications in which an air flow with a controlled oxygen content and / or humidity is desirable, such. A positive airway pressure, a PAP device, a ventilator, an oxygen respirator, and the like. A PAP device provides people with a pressurized airflow to assist them with effective breathing during sleep. An environmental control system, as described herein, may direct additional humidity and / or additional oxygen into the airflow of a PAP device. Furthermore, there are articles, such as fresh produce, that are in an enclosure where a controlled oxygen concentration is desired or advantageous. A reduced oxygen concentration in a fresh food cooler can prevent it from becoming bad or spoiling. In addition, controlled and reduced oxygen levels in some enclosures may cause organisms to be killed.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine unabhängige Steuerung von Sauerstoffkonzentration und Feuchtigkeitsgrad innerhalb einer Einschließung, basierend auf zumindest einer Elektrolysezelle, zur Verfügung zu stellen. Ein beispielhaftes Ziel dieser Erfindung ist es Sauerstoffabreicherung zu bieten, ohne gleichzeitig die relative Luftfeuchtigkeit der Einschließung zu erhöhen oder zu senken. Ein weiteres beispielhaftes Ziel dieser Erfindung ist es einen erhöhten Sauerstoffgehalt und Feuchtigkeitsgehalt in einer Einschließung oder einem Luftstrom zur Verfügung zu stellen.An object of the present invention is to provide independent control of oxygen concentration and humidity within an enclosure based on at least one electrolytic cell. An exemplary goal of this invention is to provide oxygen depletion without simultaneously increasing or decreasing the relative humidity of the enclosure. Another exemplary object of this invention is to provide increased oxygen content and moisture content in an enclosure or airflow.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektrolyse-Technologien mit erweiterten Aufbewahrungsmöglichkeiten für Wertsachen, Artefakte und Nahrungsmittel. Eine beispielhafte Elektrolysezelle ist eine Polymer-Elektrolyt-Membran mit einem Katalysator und Stromabnehmern auf beiden Seiten des Gehäuses. Eine Elektrolysezelle, welche in Kontakt mit Wasser in flüssiger Form steht, wird üblicherweise dazu genutzt um Sauerstoff an der Anode und Wasserstoff an der Kathode zu generieren. Bei Verwendung im Freien, wo kein Wasser in flüssiger Form zur Verfügung steht, stützt sich der Prozess auf in der Luft vorhandenen Wasserdampf oder Feuchtigkeit.The present invention relates to electrolysis technologies with extended storage for valuables, artifacts and food. An exemplary electrolysis cell is a polymer electrolyte membrane with a catalyst and pantographs on both sides of the housing. An electrolytic cell in contact with water in liquid form is commonly used to generate oxygen at the anode and hydrogen at the cathode. When used outdoors, where water is not available in liquid form, the process relies on water vapor or moisture present in the air.

Sauerstoffreduzierung ist sehr wünschenswert zur Prävention von Oxidation, zur Abtötung von Mikroorganismen und bei Insektenbefall, zur Nahrungsmittellaufbewahrung, zur Aufbewahrung von Artefakten und zur Prävention von Feuerausbrüchen innerhalb der Einschließung. Daneben ist die Kontrolle der Luftfeuchtigkeit ebenso wichtig. Es bestehen Nachteile bei einem Betrieb einer Elektrolysezelle ohne unabhängiger Steuerung der Luftfeuchtigkeit und des Sauerstoffgehalts. Einer der Nachteile ist, dass man sehr wahrscheinlich eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 % erreichen wird, bevor man den Sauerstoff vollständig entfernen kann. Ein anderer Nachteil ist der Mangel an präziser unabhängiger Steuerung beider Faktoren. Der ideale Feuchtigkeitsgrad und Sauerstoffgehalt hängt von der aufzubewahrenden Ware in der Einschließung ab. Eine Möglichkeit zum Erlangen von präziser Kontrolle besteht darin Feuchtigkeit separat mit einer anderen Form der Luftentfeuchtung zu entziehen oder durch den Betrieb einer Elektrolysezelle im Umkehrgang, wobei sie von der Einschließung abgeschottet wird. Die Versieglung kann aus einem Fenster versehen mit einer Membran bestehen, welche das Durchdringen von Feuchtigkeit zulässt, aber das Durchdringen von Gasen, inklusive Sauerstoff, unterbindet. Diese Art der unabhängigen Steuerung des Sauerstoffgehalts und des Feuchtigkeitsgrades benötigt eine Möglichkeit, um den Inhalt der Einschließung zu messen. Man muss auch in der Lage sein die Entfeuchtungs- und Befeuchtungs-Systeme unabhängig durch elektronische Mittel zu kontrollieren. Die Integrität der Versiegelung und die Bedingungen außerhalb der Einschließung spielen bei der Effizienz eine wesentliche Rolle.Oxygen reduction is very desirable for the prevention of oxidation, killing of microorganisms and insect infestation, for Food storage, artifact storage, and fire-out prevention within the enclosure. In addition, the control of humidity is just as important. There are disadvantages in operating an electrolytic cell without independent control of humidity and oxygen content. One of the drawbacks is that you will most likely reach 100% relative humidity before you can completely remove the oxygen. Another disadvantage is the lack of precise independent control of both factors. The ideal moisture level and oxygen content depends on the product to be stored in the enclosure. One way to gain precise control is to extract moisture separately with another form of dehumidification, or by operating an electrolysis cell in reverse, isolating it from the enclosure. The seal may consist of a window provided with a membrane which allows the passage of moisture, but prevents the penetration of gases, including oxygen. This type of independent control of oxygen content and humidity level needs a possibility to measure the content of the enclosure. You also need to be able to control the dehumidification and humidification systems independently by electronic means. The integrity of the seal and the conditions outside the containment play an essential role in efficiency.

Eine Einschließung, wie hier beschrieben, beinhalte, ist aber nicht beschränkt auf Humidore, Kühlschränke und Gefrierabteile, Museumsausstellungen, Waffenlager, Lager für Musikinstrumente, Papierlager, und Lager zur Aufbewahrung einer Vielzahl von feuchtigkeitsempfindlichen Produkten wie Fossilien, antiken Artefakten, Briefmarken, Wertpapieren, usw. aber auch Frachtcontainern. Die Dimensionen eines beispielhaften Steuersystems können der Anforderung angepasst werden. Eine große Einschließung benötigt eine größere Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle als eine kleine Einschließung. Eine Einschließung kann sich in der Größenordnung von 0,1m³ oder mehr, 0,5m³ oder mehr, 1m³ oder mehr, 5m³ oder mehr, 12m³ oder mehr, oder weniger als 12m³ oder weniger als 5m³, oder weniger als 3m³ und jeglichen Bereichen dazwischen, einschließlich der angegebenen Maße, befinden.Enclosures as described herein include, but are not limited to, humidors, refrigerators and freezers, museum exhibits, weapon stores, musical instrument stores, paper stores, and storage facilities for a variety of moisture sensitive products such as fossils, ancient artifacts, stamps, securities, etc but also freight containers. The dimensions of an exemplary control system may be adjusted to the requirement. A large enclosure requires a larger oxygen depletion electrolysis cell than a small enclosure. An enclosure may be on the order of 0.1m ³ or more, 0.5m ³ or more, 1m ³ or more, 5m ³ or more, 12m ³ or more, or less than 12m ³ or less than 5m ³ , or less than 3m ³ and any areas in between, including the dimensions given.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann einen abgeschiedenen Monitor zur Überwachung der Einschließung beinhalten. Es kann auch eine drahtlose Überwachung der Einschließung beinhalten, inklusive der Überwachung von Feuchtigkeitsgrad und Sauerstoffkonzentration. Die Umgebungsbedingungen der Einschließung können zu einem externen elektronischen Gerät, wie z. B. einem Smartphone, einem Tablet oder einem Rechner gesendet werden. Ein Benutzer kann die gewünschten Sollwerte für Feuchtigkeitsgrad, Temperatur und Sauerstoffkonzentration ändern. Die drahtlose Übertragung kann auch ermöglichen, dass das externe Gerät Umgebungsbedingungen der Einschließung, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Sauerstoffgehalt aufzeichnet. Zusätzlich kann ein Benutzer auch Warnungen erhalten, sollten signifikante Veränderungen der Bedingungen auftreten, oder sollte einer der gemessenen Parameter außerhalb der vorgegebenen Schwellenwerte fallen.An example environment control system may include a remote monitor to monitor the enclosure. It may also include wireless monitoring of the enclosure, including monitoring of humidity level and oxygen concentration. The environmental conditions of the enclosure may be linked to an external electronic device, such as an electronic device. B. a smartphone, a tablet or a computer to be sent. A user can change the desired humidity, temperature, and oxygen concentration setpoints. The wireless transmission may also allow the external device to record environmental conditions of the enclosure, such as temperature, humidity, and oxygen content. In addition, a user may also receive warnings should significant changes in conditions occur, or should any of the measured parameters fall outside the predetermined thresholds.

Es wird erkannt, dass in manchen Fällen Reaktionsgase in der Einschließung vorhanden sein müssen. Die Einschließung kann nicht immer in einem hermetisch abgeschottetem System sein, sprich, es besteht die Möglichkeit des Entweichens/Austausches von Inhalten zwischen Einschließung und Umgebung. Zusätzlich kann das System durch Sensoren im Inneren der Anlage gesteuert werden, wobei unter anderem das System einfach für begrenzte Zeitspannen ein- und ausgeschaltet wird.It is recognized that in some cases reaction gases must be present in the enclosure. The inclusion can not always be in a hermetically sealed system, that is, there is the possibility of escaping / exchanging content between the enclosure and the environment. In addition, the system can be controlled by sensors inside the system, which, among other things, simply turns the system on and off for limited periods of time.

Ein beispielhaftes Steuersystem beinhaltet ein Sauerstoff- und Luftfeuchtigkeitssteuersystem, welches in Kombination mit anderen Systemen benutzt werden kann. Zum Beispiel hat es sich gezeigt, dass der Gebrauch von spanischem Zedernholz in Verbindung mit einer Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung eine Dämpfung der Luftfeuchtigkeit bietet. Ebenso hat es sich gezeigt, dass der Gebrauch von Silica-Gel in Verbindung mit einer Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung eine Dämpfung der Luftfeuchtigkeit bietet. Auch gibt es weitere Vorteile, denn wenn der Strom abgeschaltet wird, oder wenn aus irgendeinem Grund zu wenig oder zu viel befeuchtet wird, kann der Dämpfer diese Effekte kompensieren. Ein Silica-Gel oder ein anderes feuchtigkeitsbindendes Mittel kann innerhalb der Einschließung angebracht werden, um Feuchtigkeitsdämpfung zu bieten. Manche feuchtigkeitsbindende Mittel haben solche Reichweiten zur Feuchtigkeitsregulierung, dass sie je nach Bedarf Feuchtigkeit aufnehmen oder abgeben, sollte die relative Luftfeuchtigkeit über den vorgegebenen Bereich steigen bzw. unter diesen fallen.An exemplary control system includes an oxygen and humidity control system that may be used in combination with other systems. For example, it has been found that the use of Spanish cedar wood in conjunction with a humidity control device provides dampening of humidity. It has also been found that the use of silica gel in conjunction with a humidity control device provides a dampening of humidity. Also, there are other benefits, because if the power is turned off, or if for some reason too little or too much moistened, the damper can compensate for these effects. A silica gel or other moisture-binding agent may be placed within the enclosure to provide moisture wicking. Some moisture-binding agents have such humidity control ranges that they will absorb or release moisture as needed, should the relative humidity rise above or fall below the specified range.

Der Gebrauch von Elektrolyse-Technologien in einer Zelle, zur Feuchtigkeitsregulierung vertrauend auf Luftbedingungen in der Umgebung, stellt einige Herausforderungen dar. Die Umgebung, die die Feuchtigkeit bereitstellt, kann trocken sein, was die Leistung der Zelle in beiden Richtungen beeinträchtigt. Es findet auch ein Leistungsschwund statt beim Gebrauch dieser Anlagen in kälteren Bedingungen, wie z. B. in Kühlschränken. Daher ist es von größter Wichtigkeit, dass die Kontakteigenschaften der Zelle mit dem Katalysator abgestimmt werden. Es besteht auch ein Vorteil darin, die Zelle in kälteren Bedingungen zusätzlich zu heizen. Zusätzlich, besteht ein beachtlicher Vorteil darin, einen Luftstrom auf der Anodenseite der Zelle in einer bestimmten Weise hinzuzufügen. CPAP ist ein Akronym für „kontinuierlichen positiven Atemwegsdruck“.The use of electrolysis technologies in a cell to rely on ambient air conditions for moisture regulation poses some challenges. The environment that provides the moisture can be dry, affecting cell performance in both directions. There is also a performance loss in the use of these systems in colder conditions, such. B. in refrigerators. Therefore, it is of utmost importance that the contact properties of the cell be matched with the catalyst. There is also an advantage in additionally heating the cell in colder conditions. In addition, there is one considerable advantage in adding a flow of air on the anode side of the cell in a certain way. CPAP is an acronym for "continuous positive airway pressure".

Eine wichtige Anwendung dieser Technologie ist im Gebrauch in medizinischen Geräten, wie z. B. CPAP-Geräten. Positiver Atemwegsdruck (PAP) ist eine Art der künstlichen Beatmung, die hauptsächlich in der Behandlung von Schlafapnoe ihren Gebrauch findet. PAP-Beatmung wird auch üblicherweise in Krankenhäusern, bei kritisch kranken Patienten, bei Atemnot und bei Frühgeburten eingesetzt. Bei diesen Patienten kann die PAP-Beatmung das Einsetzen einer trachealen Intubationsröhre vermeiden oder erlaubt eine frühere Entfernung derselben. Manchmal wird diese Art von Beatmung auch an Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen angewendet.An important application of this technology is in use in medical devices, such as medical devices. B. CPAP devices. Positive airway pressure (PAP) is a type of artificial respiration that is primarily used in the treatment of sleep apnea. PAP ventilation is also commonly used in hospitals, critically ill patients, respiratory distress, and premature delivery. In these patients, PAP ventilation may avoid or permit the removal of a tracheal intubation tube. Sometimes this type of ventilation is also used on patients with neuromuscular disorders.

Eine kontinuierliche positive Atemwegsdruckvorrichtung (CPAP-Vorrichtung) wurde anfangs hauptsächlich von Patienten zur Behandlung von Schlafapnoe zuhause benutzt, aber heutzutage ist ihr Gebrauch weit verbreitet zur Beatmung von Patienten auf Intensivstationen. Obstruktive Schlafapnoe ereignet sich, wenn die oberen Atemwege sich verengen aufgrund der natürlichen Verengung der Muskeln beim Schlafen. Jenes verursacht eine Verringerung der Sauerstoffkonzentration im Blut, was zum Schlafabbruch führt. Die CPAP-Vorrichtung beugt dieser Erscheinung vor, indem sie einen Druckluftstrom durch einen Schlauch zu einem Nasenkissen, einer Nasenmaske, einer Gesichtsmaske oder einem Hybrid befördert, der die Atemwege unterstützt (indem sie unter Luftdruck offengehalten werden), sodass ein ungehindertes Atmen ermöglicht wird. Dadurch werden Apnoen und Hypoapnoen reduziert und/oder verhindert. Jedoch ist es wichtig zu erkennen, dass der Luftdruck, und nicht der Luftstrom, die Apnoen verhindert. Wenn die Vorrichtung eingeschaltet wird, aber noch bevor die Maske an das Gesicht geführt wurde, kommt die Luft durch die Maske angeströmt. Nachdem die Maske an das Gesicht angebracht wurde, versiegelt sich die Kontaktstelle, und die Luft hört auf zu strömen. Ab diesem Zeitpunkt ist es der Luftdruck, der das erwünschte Resultat hervorbringt. Jenes hat auch den zusätzlichen Vorteil, dass es das extrem laute Schnarchen, das die Schlafapnoe manchmal begleitet, unterbindet oder verringert.A continuous positive airway pressure (CPAP) device was initially used primarily by patients for the treatment of sleep apnea at home, but nowadays their use is widely used for ventilating patients in intensive care units. Obstructive sleep apnea occurs when the upper airways narrow due to the natural constriction of the muscles when sleeping. This causes a reduction in the oxygen concentration in the blood, which leads to sleep abort. The CPAP device prevents this phenomenon by delivering a stream of compressed air through a tube to a nasal pillow, nasal mask, face mask, or hybrid that aids the airways (by keeping them open under air pressure), allowing for unimpeded breathing. This will reduce and / or prevent apneas and hypoapneas. However, it is important to realize that the air pressure, not the airflow, prevents the apnea. When the device is switched on, but even before the mask has been applied to the face, the air flows through the mask. After the mask has been applied to the face, the contact patch seals and the air stops flowing. From this point on, it is the air pressure that produces the desired result. It also has the added benefit of stopping or reducing the extremely loud snoring that sometimes accompanies sleep apnea.

Die CPAP-Vorrichtung bläst Luft zu einem vorgegebenen Druck (oft auch titerierter Druck genannt). Der benötigte Druck ist meistens vom Facharzt vorgegeben, basierend auf einer Untersuchung, die durch einen Schlaf-Techniker während einer Nachtstudie (Polysomnographie) in einem Schlaflabor durchgeführt wird. Dieser vorgegebene Druck ist der Luftdruck, welcher den meisten (wenn nicht allen) Apnoen oder Hypoapnoen vorbeugt, und welcher gewöhnlich in Zentimeter Wassersäule (cmH2O) gemessen wird. Der Druck den die meisten Schlafapnoe Patienten benötigen liegt zwischen 6 und 14 cmH2O. Eine typische CPAP-Vorrichtung liefert einen Druck zwischen 4 und 20 cmH2O. Spezialanfertigungen können einen Druck bis zu 25 oder 30 cmH2O bereitstellen.The CPAP device blows air to a predetermined pressure (often called titered pressure). The pressure required is usually dictated by the physician, based on a study performed by a sleep technician during a night study (polysomnography) in a sleep laboratory. This predetermined pressure is the air pressure which prevents most (if not all) apneas or hypoapneas, and which is usually measured in centimeters of water (cmH2O). The pressure that most sleep apnea patients need is between 6 and 14 cmH2O. A typical CPAP device provides a pressure between 4 and 20 cmH2O. Custom-made products can provide pressures up to 25 or 30 cmH2O.

CPAP-Behandlung kann sehr effektiv in der Behandlung von obstruktiver Schlafapnoe sein. Bei manchen Patienten macht sich die Verbesserung in Schlaf- und Lebensqualität schon nach der ersten Anwendung bemerkbar. Oft genießt auch der Schlafpartner des Patienten die Vorteile der merkbar verbesserten Schlafqualität, durch die Verminderung des lauten Schnarchens. Da Schlafapnoe eine chronische Krankheit ist, die im Normalfall nicht geheilt wird, ist eine fortlaufende Betreuung ein beständiger Teil einer CPAP-Therapie.CPAP treatment can be very effective in the treatment of obstructive sleep apnea. In some patients, the improvement in sleep and quality of life becomes apparent after the first application. Often, the patient's sleep partner also enjoys the benefits of noticeably improved sleep quality by reducing loud snoring. Since sleep apnea is a chronic disease that usually can not be cured, ongoing care is a consistent part of CPAP therapy.

Eine automatische positive Atemwegsdruckvorrichtung, APAP-Vorrichtung, AutoPAP, AutoCPAP, reguliert automatisch den zum Patienten gelieferten Luftdruck. Der Luftdruck wird auf das Minimum abgestimmt, das zum ungehinderten Atmen erforderlich ist. Dieser wird auf einer ‚Atemzug-zu-Atemzug‘ Basis ermessen, wobei dem Patienten genau der Druck geliefert wird, den er im gegebenen Augenblick benötigt, wodurch der Kompromis eines stetigen Luftdrucks vermieden wird.An automatic positive airway pressure device, APAP device, AutoPAP, AutoCPAP, automatically regulates the air pressure delivered to the patient. The air pressure is adjusted to the minimum required for unobstructed breathing. This is measured on a 'breath-to-breath' basis, providing the patient with exactly the pressure he needs at a given moment, thereby avoiding the compromise of steady air pressure.

Bi-level positive Atemwegsdruckvorrichtungen, BPAP-Vorrichtungen und verstellbare positive Atemwegsdruckvorrichtungen, VPAP-Vorrichtungen, bieten zwei Niveaus von Druck: Einatmungs-Druck und Atemdruck, IPAP, und ein niedrige positive Atemwegsdruckvorrichtung, EPAP, zur erleichterten Ausatmung. Manchmal wird der Begriff BPAP parallel zu den Begriffen APAP und CPAP verwendet. Oft wird der Begriff BPAP fälschlicherweise mit „BiPAP“ verwechselt. Jedoch steht der Begriff BiPAP für ein tragbares Beatmungsgerät der Respironics Corporation; es handelt sich nur um eines vor vielen Beatmungsgeräten die BPAP liefern können.Bi-level positive airway pressure devices, BPAP devices and adjustable positive airway pressure devices, VPAP devices, provide two levels of pressure: inhalation pressure and breathing pressure, IPAP, and a low positive airway pressure device, EPAP, for easier exhalation. Sometimes the term BPAP is used in parallel with the terms APAP and CPAP. Often the term BPAP is mistakenly mistaken for "BiPAP". However, the term BiPAP stands for a portable respirator of the Respironics Corporation; it is just one of many ventilators that can deliver BPAP.

Ausatmungspositive Atemwegsdruckvorrichtungen (Nasen-EPAP) werden zur Behandlung von vorrangigen Schnarchen und obstruktiver Schlafapnoe (OSA) verwendet. Das Gerät zur Behandlung von vorrangigen Schnarchens ist eine freiverkäufliche Version, wobei das Gerät zur Behandlung von OSA stärker und verschreibungspflichtig ist. OSA ist ein ernstzunehmender Zustand mit bedeutenden Konsequenzen, sollte er unbehandelt bleiben. Das Schnarchen, wenn auch nicht so schwerwiegend wie OSA, stört trotzdem den Schlaf und kann potenziell auch Schaden für den, der darunter leidet, anrichten. Geräte in dieser Kategorie sind relativ neu und von begrenzter Anzahl. Sie funktionieren alleinig auf Basis des Drucks, der durch das Atmen erzeugt wird, weshalb diese Geräte keinen Strom für ihren Betrieb brauchen. Typischerweise bedecken sie die Nasenhöhlen des Anwenders und enthalten ein kleines Ventil, welches sich beim Einatmen öffnet und beim Ausatmen schließt, wodurch ein sanfter Luftdruck entsteht, der die Atemwege natürlich offen hält und das Schnarchen vermindert.Exhalation positive airway pressure devices (nasal EPAP) are used to treat high-grade snoring and obstructive sleep apnea (OSA). The primary snoring treatment device is over-the-counter, but the device is more powerful and prescription-only for OSA treatment. OSA is a serious condition with significant consequences if left untreated. Snoring, while not as severe as OSA, still disturbs sleep and can potentially cause harm to those who suffer from it. Devices in this category are relatively new and of limited number. They work alone Based on the pressure generated by breathing, these devices do not require power to operate. Typically, they cover the user's nasal cavities and contain a small valve that opens when inhaled and exhales, creating a gentle air pressure that naturally keeps the airway open and reduces snoring.

Es bestehen viele optionale Ausstattungen, die die Wahrscheinlichkeit von PAP-Toleranz und Komplianz erhöhen. Eine wichtige Eigenschaft ist die Nutzung von Luftbefeuchtern. Luftbefeuchter geben Feuchtigkeit zur trockenen Luft hinzu und beseitigen die Trockenheit von komprimierter Luft, was zum Komfort des Patienten beiträgt. Die Temperatur kann meistens reguliert werden oder auch abgestellt werden, was das Gerät, nach Wunsch, in einen passiven Luftbefeuchter umwandelt. Im Allgemeinen ist ein beheizbarer Luftbefeuchter entweder in das Gerät integriert oder hat eine getrennte Stromquelle.There are many optional features that increase the likelihood of PAP tolerance and compliance. An important feature is the use of humidifiers. Humidifiers add moisture to the dry air and eliminate the dryness of compressed air, which contributes to patient comfort. The temperature can usually be regulated or turned off, turning the device into a passive humidifier, as desired. In general, a heated humidifier is either integrated into the device or has a separate power source.

Maskenauskleidungen: Maskenauskleidungen aus Stoff können zur Vorbeugung von Luftverlust und Verminderung von Hautreizung und Hautentzündung verwendet werden.Mask Liners: Cloth mask linings can be used to prevent air leakage and reduce skin irritation and dermatitis.

Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem kann eine der hier beschriebenen PAP-Vorrichtungen beinhalten und kann den Sauerstoffgehalt erhöhen und auch zur Steuerung der Luftfeuchtigkeit dienen. Zusätzlich kann ein beispielhaftes Umgebungskontrollgerät ohne bewegliche Teile konstruiert und leise im Betrieb sein, was ein wichtiges Merkmal eines Geräts ist, das während des Schlafs eingesetzt wird.An exemplary environmental control system may include any of the PAP devices described herein and may increase oxygen content and also serve to control humidity. Additionally, an exemplary environmental control device may be constructed with no moving parts and be quiet in operation, which is an important feature of a device used during sleep.

Die Kurzdarstellung der Erfindung ist als allgemeine Einleitung zu einigen der Ausführungsformen der Erfindung gegeben. Sie hat jedoch nicht die Absicht begrenzend zu sein. Zusätzliche beispielhafte Ausführungsformen, einschließlich alternative Konfigurierungen der Erfindung werden hierin bereitgestellt.The summary of the invention is given as a general introduction to some of the embodiments of the invention. It does not intend to be limiting, however. Additional example embodiments, including alternative configurations of the invention, are provided herein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die beigefügten Zeichnungen sind enthalten, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu gewährleisten. Sie sind ein integraler Teil dieser Beschreibung, veranschaulichen die Ausführungsformen der Erfindung, und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.The accompanying drawings are included to provide a better understanding of the invention. They are an integral part of this specification, illustrate embodiments of the invention, and together with the description, serve to explain the principles of the invention.

Figurenlistelist of figures

1 zeigt ein Beispiel einer elektrochemischen Zelle, welche eine Membranen-Elektroden-Anordnung umfasst, die mit einem Stromkreis verbunden ist, welcher den Strom aus einer Stromquelle liefert, wobei die Elektrolyse von Wasser an der Anodenseite Protonen produziert, die durch die ionenleitende Membran zur Kathodenseite transportiert werden. 1 FIG. 12 shows an example of an electrochemical cell including a membrane-electrode assembly connected to a circuit that supplies the current from a power source, wherein the electrolysis of water on the anode side produces protons that travel through the ion-conducting membrane to the cathode side become.
2 zeigt ein Beispiel eines Umgebungssteuersystems, welches eine elektrochemische Zelle gekoppelt an eine Einschließung umfasst. 2 Figure 15 shows an example of an environmental control system that includes an electrochemical cell coupled to an enclosure.
3 zeigt ein Beispiel eines Umgebungssteuersystems, welches zumindest teilweise innerhalb einer Einschließung angeordnet ist. 3 shows an example of an environmental control system that is at least partially disposed within an enclosure.
4 zeigt ein Beispiel eines Umgebungssteuersystems, welches zwei Elektrolysezellen gekoppelt an eine Einschließung umfasst. 4 shows an example of an environmental control system that includes two electrolysis cells coupled to an enclosure.
5 zeigt ein Beispiel eines Umgebungssteuersystems, welches zwei Elektrolysezellen gekoppelt an eine Einschließung umfasst. Bei einer der Zellen befindet sich die Anode in fließendem Austausch mit der Einschließung und bei der anderen Zelle befindet sich die Kathode in fließendem Austausch mit der Einschließung. 5 shows an example of an environmental control system that includes two electrolysis cells coupled to an enclosure. In one of the cells, the anode is in fluid exchange with the enclosure, and in the other cell the cathode is in fluid exchange with the enclosure.
6 zeigt ein Diagramm eines Beispiels eines Umgebungssteuersystems, welches einen Separator zum Entzug von Feuchtigkeit aus der Sauerstoffsteuerkammer enthält. 6 FIG. 12 is a diagram of an example of an environmental control system including a separator for removing moisture from the oxygen control chamber. FIG.
7 zeigt ein Diagramm eines Beispiels eines Umgebungssteuersystems, welches eine, durch die Klimaanlagenkammer durchgehende, Austauschleitung zum Austausch von Feuchtigkeit durch einen Separator enthält. 7 FIG. 12 is a diagram showing an example of an environmental control system including a replacement passage through the air-conditioning chamber for exchanging moisture through a separator. FIG.
8 zeigt ein Diagramm eines Beispiels eines Umgebungssteuersystems, welches eine gewundene, durch die Klimaanlagenkammer durchgehende, Austauschleitung zum effektiven Austausch von Feuchtigkeit zur Klimaanlagenkammer enthält. 8th Figure 11 is a diagram of an example of an environmental control system including a tortuous exchange line passing through the air conditioning chamber for effectively exchanging moisture with the air conditioning chamber.
9 zeigt ein Diagramm eines Beispiels eines Umgebungssteuersystems, welches eine Rückführungsschleife zwischen der Klimaanlagenkammer und der Anodenseite der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle enthält. 9 FIG. 10 is a diagram of an example of an environmental control system including a recycle loop between the air conditioning chamber and the anode side of the oxygen depletion electrolysis cell.
10 zeigt ein Diagramm eines Beispiels eines Umgebungssteuersystems, welches eine Wasserkammer und ein Sauerstoff-Ablassventil enthält. 10 FIG. 12 is a diagram of an example of an environmental control system including a water chamber and an oxygen drain valve. FIG.
11 zeigt ein Diagramm eines Beispiels eines Umgebungssteuersystems, welches einen Einschließungsfilter, eine Klimaanlagenkammer und einen Ein- und Auslassfilter zur Klimaanlagenkammer enthält. 11 FIG. 12 is a diagram showing an example of an environmental control system including an enclosure filter, an air conditioning chamber and an inlet and outlet filter to the air conditioning chamber.
12 zeigt eine Vorderansicht eines Tresors mit einer Verriegelung an der Vordertür. 12 shows a front view of a vault with a lock on the front door.
13 zeigt eine Rückansicht des Tresors aus 12, das mit einem beispielhaften Umgebungssteuersystem an der Rückseite verbunden ist. 13 shows a rear view of the vault 12 , which is connected to an exemplary environment control system on the back.
14 zeigt eine Vorderansicht eines Weinkühlers mit Vordertür zum Innenraum der Einschließung. 14 shows a front view of a wine cooler with front door to the interior of the enclosure.
15 zeigt eine Rückansicht des Weinkühlers aus 14, das mit einem beispielhaften Umgebungssteuersystem an der Rückseite verbunden ist. 15 shows a rear view of the wine cooler 14 , which is connected to an exemplary environment control system on the back.
16 zeigt eine Vorderansicht eines Luftbefeuchters mit Tür zum Innenraum der Einschließung auf der Oberseite. 16 shows a front view of a humidifier with door to the interior of the enclosure on the top.
17 zeigt eine Ansicht von unten des Luftbefeuchters aus 16, das mit einem beispielhaften Umgebungssteuersystem an der Unterseite verbunden ist. 17 shows a view from below of the humidifier 16 , which is connected to an exemplary environment control system at the bottom.
16 zeigt eine Ansicht von unten des Luftbefeuchters aus 15, der mit einem beispielhaften Umgebungssteuersystem an der Unterseite verbunden ist. 16 shows a view from below of the humidifier 15 which is connected to an exemplary environment control system at the bottom.
18 ist eine Seitenansicht eines Beispiels eines Umgebungssteuersystems, das zur Steuerung der Umgebung einer Einschließung konfiguriert ist, die zum Anbau von Pflanzen dient, wie z. B. einer Vase oder einem Kübel. 18 is a side view of an example of an environmental control system that is configured to control the environment of an enclosure that is used to grow plants, such. B. a vase or a bucket.
19 zeigt eine Ansicht eines Beispiels eines Umgebungssteuersystems, welches mit zwei Elektrolysezellen versehen ist zur Aufstellung einer Einschließung von oben darauf. 19 FIG. 11 is a view of an example of an environmental control system provided with two electrolytic cells for placing an enclosure thereon from above. FIG.
20 zeigt eine schlafende Person mit einer PAP-Vorrichtung und einem beispielhaften Umgebungssteuersystem. 20 shows a sleeping person with a PAP device and an exemplary environment control system.
21 zeigt eine Explosionsansicht einer beispielhaften Elektrolysezelle. 21 shows an exploded view of an exemplary electrolytic cell.
22 zeigt eine Explosionsansicht eines beispielhaften Umgebungskontrollgeräts. 22 shows an exploded view of an exemplary environmental control device.
23 zeigt einen Graphen einer Temperatur der Einschließung, mit und ohne Lüfter, der auf die Kathode des Luftfeuchtigkeitsteuer-Elektrolyseurs bläst. 23 shows a graph of a temperature of the enclosure, with and without fan blowing on the cathode of the humidity control electrolyzer.

Entsprechende Referenzzeichen bezeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Figuren. Die Figuren stellen Veranschaulichungen von einigen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar und sollen dabei jedoch in keinerlei Hinsicht so gedeutet werden, dass sie den Umfang der Erfindung begrenzen. Auch sind die Figuren nicht unbedingt maßstabsgetreu. Manche Merkmale sind übertrieben groß dargestellt, um die Details jeweiliger Komponenten besser zum Vorschein zu bringen. Daher sollten konkrete hier dargestellte Details in keinerlei Hinsicht begrenzend gedeutet werden. Es handelt sich nur um repräsentative Grundlagen, auf Grund welcher Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung verstanden werden können.Corresponding reference characters indicate corresponding parts throughout the several views of the figures. The figures represent illustrations of some of the embodiments of the present invention and are not to be construed in any way as limiting the scope of the invention. Also, the figures are not necessarily to scale. Some features are exaggerated in size to better reveal the details of each component. Therefore, specific details presented here should not be construed as limiting in any way. These are only representative basics, on the basis of which applications of the invention can be understood.

Wie hierin verwendet, sollen die Begriffe „umfassen“, „umfassend“, „einschließen“, „einschließend“, „hat“, „haben“ oder jede andere Variation davon, nicht als ausschließend verstanden werden. Zum Beispiel ist ein Prozess, eine Methode, ein Artikel oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfasst, nicht notwendigerweise nur auf diese Elemente beschränkt, sondern kann andere Elemente enthalten, die nicht ausdrücklich aufgelistet sind oder einem solchen Prozess, Verfahren, Artikel oder Gerät innewohnen. Außerdem wird „ein“, „einer“ oder „eine“ verwendet, um die hierin beschriebenen Elemente und Komponenten zu beschreiben. Dies geschieht lediglich aus Gründen der Zweckmäßigkeit und um einen allgemeinen Sinn des Umfangs der Erfindung wiederzugeben. Diese Beschreibung sollte so verstanden werden, dass ein oder mindestens ein Element enthalten ist, und die Einzahl auch die Mehrzahl umfasst, es sei denn, es ist offensichtlich, dass dies anders gemeint ist.As used herein, the terms "comprising," "comprising," "including," "including," "having," "having," or any other variation thereof, shall not be construed as exclusive. For example, a process, method, article, or device that includes a list of elements is not necessarily limited to only those elements, but may include other elements that are not explicitly listed or associated with such process, method, article, or process Indwelling device. In addition, "a", "an" or "an" is used to describe the elements and components described herein. This is only for convenience and to provide a general sense of the scope of the invention. This description should be understood to include one or at least one element, and the singular also includes the plural, unless it is obvious that it is meant otherwise.

Bestimmte Beispiele von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hier beschrieben und in den angefügten Figuren bildlich dargestellt. Die beschriebenen Ausführungsformen dienen nur dem Zweck der Darstellung der vorliegenden Erfindung und sollten in keinerlei Hinsicht begrenzend auf den Umfang der Erfindung gedeutet werden. Andere Ausführungsformen der Erfindung, bestimmte Veränderungen, Kombinationen und Verbesserungen der beschriebene Ausführungsformen werden dem Fachmann einfallen, und alle solche alternativen Ausführungsformen, Kombinationen, Veränderungen und Verbesserungen liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.Specific examples of embodiments of the present invention are described herein and illustrated in the attached drawings. The described embodiments are for the purpose of illustrating the present invention and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. Other embodiments of the invention, certain changes, combinations and improvements of the described embodiments will occur to those skilled in the art, and all such alternative embodiments, combinations, modifications, and improvements are within the scope of the present invention.

In 1 ist ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 dargestellt, welches eine elektrochemischen Zelle 12 verwendet, die eine Membranen-Elektroden-Anordnung (MEA) 30 umfasst, die verbunden ist mit einem Stromkreis 31 zur Stromversorgung aus einer Stromquelle 87. Die Anode 20 der MEA reagiert mit Wasser und produziert Sauerstoff und Protonen. Die Protonen H ziehen durch eine protonenleitende Schicht, wie z. B. einen Ionomer, ein Beispiel eines Austauschmediums 32, zu einer Kathode 40. Wasser wird zusammen mit den Protonen durch den Ionomer gezogen. An der Kathode reagieren die Protonen mit Sauerstoff und produzieren Wasser, wobei der Sauerstoffgehalt an der Kathode reduziert wird und der Wassergehalt ansteigt. Die Kathode befindet sich in fließendem Austausch mit der Einschließung 50, wodurch die Sauerstoffkonzentration reduziert wird und die relative Luftfeuchtigkeit der Einschließung erhöht wird. Die elektrochemische Zelle beinhaltet auch eine Gasdiffusionsschicht 39, ein Fließfeld 38 und einen Stromabnehmer 33, der sowohl an der Anode als auch an der Kathode angeordnet ist.In 1 is an exemplary environment control system 10 which is an electrochemical cell 12 used a membrane electrode assembly (MEA) 30 includes, which is connected to a circuit 31 for power supply from a power source 87 , The anode 20 the MEA reacts with water and produces oxygen and protons. The protons H pass through a proton-conducting layer, such. As an ionomer, an example of an exchange medium 32 , to a cathode 40 , Water is drawn through the ionomer along with the protons. At the cathode, the protons react with oxygen and produce water, reducing the oxygen content at the cathode and increasing the water content. The cathode is in fluid exchange with the enclosure 50 , causing the Oxygen concentration is reduced and the relative humidity of the enclosure is increased. The electrochemical cell also includes a gas diffusion layer 39 , a flow field 38 and a pantograph 33 which is arranged both at the anode and at the cathode.

Wie in 2 dargestellt, verwendet eine beispielhafte elektrochemische Zelle 12 eine Membranen-Elektroden-Anordnung, MEA 12, die mit einem Stromkreis 31 zur Stromversorgung verbunden ist. Wie dargestellt, handelt er sich hierbei um eine Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle 16, welche die Sauerstoffkonzentration in der Einschließung 50 verringert. Eine elektrische Spannung wird entlang der Anode und der Kathode generiert, um die Elektrolyse von Wasser an der Anode 20 anzustoßen, welche Sauerstoff und Protonen produziert, die entlang des ionenleitenden Mediums 32, oder der Membran, oder des Ionomeres, zur Kathode 40 gelangen. Eine Kammer ist an der Anodenseite 21 angeordnet, um warme Luft und Feuchtigkeit zu empfangen. Eine Kammer oder ein Raum ist auch an der Kathodenseite 41 angeordnet, welche in fließender Verbindung mit der Einschließung 50 steht, wie durch eine oder mehrere Öffnungen 51 in die Einschließung. Auf der Kathode reagieren Protonen mit Sauerstoff und es entsteht Wasser. Die Protonen ziehen auch Wasser entlang des Ionomers von der Seite der Anode zur Seite der Kathode. Auf der Seite der Anode entsteht Sauerstoff, wobei Wasser in einer Elektrolyse-Reaktion verbraucht und zu Sauerstoff und Protonen umgewandelt wird. Die Membranen-Elektroden-Anordnung ist zwischen zwei Stromabnehmer 33 oder elektrisch leitenden Schichten verbunden, welche den Strom zur MEA liefern. Eine elektrische Leiterplatte, kann eine Schablone oder ein perforiertes Metall sein, oder ein Gasdiffusionsmedium und/oder ein Fließfeld. Ein Fließfeld 38 kann eine Vielzahl von Kanälen zur Verteilung der Gase entlang der Fläche des MEA oder des Gasdiffusionsmediums enthalten. Ein Gasdiffusionsmedium 39 kann zusätzlich zur Verteilung von Gasen entlang der Anode und der Kathode dienen. Ein Sensor 82, wie z.B. ein Luftfeuchtigkeitssensor 83 und/oder ein Sauerstoffsensor 84 kann mit einem Steuersystem 80 verbunden sein, um ein gewünschtes Feuchtigkeitsniveau und Sauerstoffkonzentration innerhalb der Einschließung zu erhalten. Eine Benutzereingabe 85 kann zur Bestimmung des gewünschten Feuchtigkeitsgrad und der gewünschten Sauerstoffkonzentration innerhalb der Einschließung benutzt werden und ein Mikroprozessor 81 kann die Stromversorgung zur elektrochemischen Zelle steuern, um die Feuchtigkeit und den Sauerstoffgehalt gemäß den durch den Benutzer gesetzten Werten aufrechtzuerhalten. Die elektrochemische Zelle kann auch in umgekehrter Weise betrieben werden, wobei die Anode in fließender Verbindung mit der Einschließung steht und die Feuchtigkeit reduziert und die Sauerstoffkonzentration erhöht wird.As in 2 shown uses an exemplary electrochemical cell 12 a membrane-electrode assembly, MEA 12 that with a circuit 31 connected to the power supply. As shown, this is an oxygen control electrolysis cell 16 showing the oxygen concentration in the enclosure 50 reduced. An electrical voltage is generated along the anode and the cathode to facilitate the electrolysis of water at the anode 20 which produces oxygen and protons along the ion-conducting medium 32 , or the membrane, or the ionomer, to the cathode 40 reach. A chamber is on the anode side 21 arranged to receive warm air and moisture. A chamber or room is also on the cathode side 41 arranged in fluid communication with the enclosure 50 stands, as through one or more openings 51 into the enclosure. On the cathode protons react with oxygen and water is formed. The protons also draw water along the ionomer from the side of the anode to the side of the cathode. Oxygen is produced on the side of the anode, whereby water is consumed in an electrolysis reaction and converted to oxygen and protons. The membrane electrode assembly is between two current collectors 33 or electrically conductive layers which provide the current to the MEA. An electrical circuit board may be a template or a perforated metal, or a gas diffusion medium and / or a flow field. A flow field 38 may include a plurality of channels for distributing the gases along the surface of the MEA or the gas diffusion medium. A gas diffusion medium 39 may additionally serve to distribute gases along the anode and the cathode. A sensor 82 , such as a humidity sensor 83 and / or an oxygen sensor 84 may be provided with a control system 80 be connected to obtain a desired moisture level and oxygen concentration within the enclosure. A user input 85 can be used to determine the desired moisture level and oxygen concentration within the enclosure and a microprocessor 81 can control the power supply to the electrochemical cell to maintain humidity and oxygen content according to user-set values. The electrochemical cell may also be operated in reverse, with the anode in fluid communication with the enclosure and reducing moisture and increasing the oxygen concentration.

Wie in 3 dargestellt, umfasst ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 eine elektrochemisch Zelle 12, die zumindest teilweise in der Einschließung 50 angeordnet ist. Wie gezeigt, handelt es sich hierbei um eine Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle 16, welche die Sauerstoffkonzentration in der Einschließung 50 vermindert. In dieser Ausführungsform kann die MEA 30 in einer Richtung, zur Produktion von Feuchtigkeit in der Einschließung, oder in der anderen Richtung, zur Entfernung von Feuchtigkeit aus der Einschließung betrieben werden. Eine Einlass- /Auslassleitung 25 auf der Seite der Anode 21 erstreckt sich aus der Einschließung. Wieder kann die elektrochemische Zelle in zwei Richtungen betrieben werden, entweder zur Erhöhung oder Verminderung der Feuchtigkeit und/oder der Sauerstoffkonzentration in der Einschließung. Die Zelle kann betrieben werden, entweder um Wasser in die Einschließung zu pumpen oder um Wasser aus der Einschließung heraus zu pumpen, durch eine Umstellung der Polarität der Anode und der Kathode. Das Luftfeuchtigkeitssteuersystem kann die Einschließung mit feuchter Luft versorgen, indem es die Stromschaltung zur Elektrolyse von Wasser regelt. Ein Sensor 82, wie z.B. ein Luftfeuchtigkeitssensor 83, überwacht die Feuchtigkeit und leitet diese Messwerte an ein Steuersystem 80 weiter. Ein Prozessor 8 regelt die Strommenge, Spannung und/oder Stärke zur MEA, um die Menge von feuchter Luft, mit der die Einschließung versorgt wird, zu regeln. Eine Nutzerschnittstelle 85, wie durch die nach oben und nach unten gerichteten Pfeile dargestellt, kann zur Regelung von Feuchtigkeit innerhalb der Einschließung genutzt werden. Die Kathodenseite der elektrochemischen Zelle ist mit der Einschließung verbunden und wird die Sauerstoffkonzentration vermindern, wobei gleichzeitig die Luftfeuchtigkeit ansteigt.As in 3 includes an exemplary environment control system 10 an electrochemical cell 12 that at least partially in the enclosure 50 is arranged. As shown, this is an oxygen control electrolysis cell 16 showing the oxygen concentration in the enclosure 50 reduced. In this embodiment, the MEA 30 in one direction, to produce moisture in the enclosure, or in the other direction, to remove moisture from the enclosure. An inlet / outlet conduit 25 on the side of the anode 21 extends from the enclosure. Again, the electrochemical cell can be operated in two directions, either to increase or decrease the humidity and / or oxygen concentration in the enclosure. The cell can be operated either to pump water into the enclosure or to pump water out of the enclosure by reversing the polarity of the anode and cathode. The humidity control system can supply the enclosure with humid air by controlling the power circuit for electrolysis of water. A sensor 82 , such as a humidity sensor 83 , monitors the moisture and sends these readings to a control system 80 further. A processor 8th regulates the amount of current, voltage and / or strength to the MEA to regulate the amount of humid air supplied to the enclosure. A user interface 85 As shown by the up and down arrows, it can be used to control humidity within the enclosure. The cathode side of the electrochemical cell is connected to the enclosure and will reduce the oxygen concentration, while at the same time increasing the humidity.

Bezugnehmend auf 4 und 5, umfasst ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 zwei elektrochemische Zellen 12, 12', die in fließendem Austausch mit der Einschließung 50 stehen. Die zwei Zellen können im selben Modus betrieben werden, wie z. B. im Sauerstoffabreicherungs- und Luftbefeuchtungs-Modus, wie in 4 angezeigt, wobei sich die Kathode in fließendem Austausch mit der Einschließung befindet, wodurch die Sauerstoffabreicherungsrate innerhalb der Einschließung beschleunigt und die Zunahme von Feuchtigkeit innerhalb der Einschließung beschleunigt wird. Die zwei Zellen können auch in Sauerstoffanreicherungs- und Entfeuchtungs-Modus betrieben werden, wobei die Anode in fließendem Austausch mit der Einschließung steht, wodurch die Sauerstoffanreicherung innerhalb der Einschließung beschleunigt und die Abnahme von Feuchtigkeit innerhalb der Einschließung beschleunigt wird. Auch können die zwei Zellen in entgegenstehenden Betriebsarten betrieben werden, wie in 5 dargestellt, wobei eine elektrochemische Zelle so eingestellt ist, dass sie den Sauerstoffgehalt innerhalb der Einschließung erhöht, während die andere Zelle so konfiguriert ist, dass sie den Sauerstoffgehalt innerhalb der Einschließung senkt. In dieser Betriebsart agieren die Zellen entgegengesetzt, was eine niedrigere Effizienz zur Folge haben kann.Referring to 4 and 5 includes an exemplary environment control system 10 two electrochemical cells 12 . 12 ' that are in fluid exchange with the enclosure 50 stand. The two cells can be operated in the same mode as e.g. In oxygen depletion and humidification modes, as in 4 with the cathode in fluid exchange with the enclosure, thereby accelerating the oxygen depletion rate within the enclosure and accelerating the increase in moisture within the enclosure. The two cells may also be operated in oxygen enrichment and dehumidification mode with the anode in fluid exchange with the enclosure, thereby accelerating oxygenation within the enclosure and accelerating the decrease of moisture within the enclosure. Also, the two cells can be operated in opposite modes, as in 5 shown, wherein an electrochemical cell is set to the oxygen content while the other cell is configured to lower the oxygen content within the enclosure. In this mode of operation, the cells act in opposite directions, which can result in lower efficiency.

Wie in 6 dargestellt, enthält ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 zwei elektrochemische Zellen 12, 12', die verbunden mit einer Klimaanlagenkammer 62 sind, und einen Separator 58, der zwischen der Sauerstoffsteuerkammer 60 und der Feuchtigkeitssteuerkammer 70 angeordnet ist. Eine Sauerstoffsteuer-Elektrolyszelle 16 hat die Anode Kathode 40 in fließendem Austausch mit der Sauerstoffsteuerkammer 60 und die Feuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle 17 hat die Anode 20' in fließendem Austausch mit der Feuchtigkeitssteuerkammer 70. Die Trennmembran, wie sie hier beschreiben ist, ist durchlässig für Feuchtigkeit zwischen der Sauerstoff- und Feuchtigkeitssteuerkammer, aber ist undurchlässig für Sauerstoff, da sie im Wesentlichen luftundurchlässig ist. Deswegen, wenn sich ein Unterschied im Grade der Luftfeuchtigkeit zwischen der Sauerstoffsteuerkammer 60 und der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer 70 bildet, passiert Feuchtigkeit durch den Separator 58. Der Separator kann z. B. eine Ionomermembran sein. Bei der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer 70 befindet sich die Anode 20' der zweiten elektrochemischen Zelle 12' in fließender Verbindung mit der Einschließung, um die Luftfeuchtigkeit zu reduzieren und den Sauerstoffgehalt zu erhöhen. Dieser verringerte Feuchtigkeitsgrad wird dazu führen, dass Feuchtigkeit aus der Sauerstoffsteuerkammer 60 durch den Separator zieht und dadurch den Feuchtigkeitsgrad in der Sauerstoffsteuerkammer reduziert. Auf diese Art entsteht in der Sauerstoffsteuerkammer eine Umgebung mit reduziertem Sauerstoffgehalt und reduziertem Feuchtigkeitsgehalt, was bei vielen Arten von Einschließungen erwünscht ist. Ein Lüfter 97 kann angebracht werden, um den Durchfluss aus der Sauerstoffsteuerkammer in die Einschließung 50, durch die Wand der Einschließung 55 zu regeln. Ein Einlass-Austauschkanal 57 ist mit einem Filter 67 versehen und der Auslass-Austauschkanal 59 ist ebenfalls mit einem Filter 69 versehen. Ein Lüfter 97 oder eine andere Vorrichtung zur Bewegung von Luft ist so angebracht, dass sie einen Luftstrom und Austausch zwischen der Einschließung und der Klimaanlagenkammer 62 erzeugt, oder im Speziellen der Sauerstoffsteuerkammer 60. Ein Lüfter und ein Ventil können an der Sauerstoffsteuerkammer 60 oder an der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer 70 angebracht werden, sodass ein Austausch mit der Außenumgebung stattfinden kann. Die Sauerstoffkonzentration und/oder Luftfeuchtigkeitskonzentration bedarf beispielsweise einem Austausch mit der Luft aus der Außenumgebung. Ein Trocknungsmittel 90 und Filter 93 können z. B. so angebracht werden, dass die Feuchtigkeit in der Feuchtigkeitssteuerkammer reduzieren und können die Feuchtigkeit der in die Feuchtigkeitssteuerkammer gezogenen Luft reduzieren, oder können in einer Zirkulationsschleife der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer angebracht werden, wie beispielsweise in 8 beschrieben. Ein Trocknungsmittel kann je nach Bedarf der Anwendung periodisch ausgewechselt werden. Eine Steuerung 80 kann die Eingaben der Sensoren 83, 84 nutzen, um den Betrieb des Umgebungssteuersystems 10 zu regeln.As in 6 includes an exemplary environment control system 10 two electrochemical cells 12 . 12 ' connected to an air conditioning chamber 62 are, and a separator 58 that is between the oxygen control chamber 60 and the humidity control chamber 70 is arranged. An oxygen control electrolysis cell 16 has the anode cathode 40 in fluid exchange with the oxygen control chamber 60 and the moisture control electrolytic cell 17 has the anode 20 ' in fluid exchange with the humidity control chamber 70 , The separation membrane as described herein is permeable to moisture between the oxygen and moisture control chambers but is impermeable to oxygen because it is substantially impermeable to air. Therefore, if there is a difference in the level of humidity between the oxygen control chamber 60 and the humidity control chamber 70 forms, moisture passes through the separator 58 , The separator can z. B. be an ionomer membrane. At the humidity control chamber 70 there is the anode 20 ' the second electrochemical cell 12 ' in fluid communication with the enclosure to reduce humidity and increase oxygen content. This reduced moisture level will cause moisture from the oxygen control chamber 60 passes through the separator and thereby reduces the level of moisture in the oxygen control chamber. In this way, the oxygen control chamber creates an environment of reduced oxygen content and reduced moisture content, which is desirable in many types of enclosures. A fan 97 can be attached to the flow from the oxygen control chamber into the enclosure 50 , through the wall of the enclosure 55 to regulate. An inlet exchange channel 57 is with a filter 67 provided and the outlet exchange channel 59 is also with a filter 69 Mistake. A fan 97 or another device for moving air is mounted to allow air flow and exchange between the enclosure and the air conditioning chamber 62 generated, or in particular the oxygen control chamber 60 , A fan and a valve can be connected to the oxygen control chamber 60 or at the humidity control chamber 70 be attached so that an exchange with the outside environment can take place. The oxygen concentration and / or humidity concentration, for example, requires an exchange with the air from the outside environment. A drying agent 90 and filters 93 can z. B. be mounted so that reduce the humidity in the humidity control chamber and can reduce the humidity of the drawn into the moisture control chamber air, or can be mounted in a circulation loop of the humidity control chamber, such as in 8th described. A desiccant may be periodically changed as needed by the application. A controller 80 can be the inputs of the sensors 83 . 84 use the operation of the environmental control system 10 to regulate.

Wie in 7 und 8 gezeigt, hat ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 einen Austauschkanal 61 als eine Sauerstoffsteuerkammer 60 mit einem Einlass 57 und Auslass 59. Der Austauschkanal 61 erstreckt sich entlang der Klimaanlagenkammer, worin zumindest ein Teil des Austauschkanals mit einem Separator 58 versehen ist, um den Durchlauf von Feuchtigkeit aus dem Austauschkanal oder der Sauerstoffsteuerkammer in die Feuchtigkeitssteuerkammer 70 zu zulassen. In dieser Ausführungsform wird eine größere Oberflächenfläche dem Separator bereitgestellt. Zusätzlich kann die Feuchtigkeitssteuerkammer mit einer Feuchtigkeitsentzugsschleife 91 versehen werden, welche Gas zwischen der Feuchtigkeitssteuerkammer und dem Trocknungsmittel 90 zirkuliert. Ein Lüfter 97 ist so angebracht, dass er den Fluss des Gases durch die Feuchtigkeitsentzugsschleife gewährleistet. Wie in 8 gezeigt, ist die Austauschleitung 61 gewunden, um dem Separator 58 zusätzliche Fläche zum Austausch zu bieten. Es kann wieder eine beliebige Anzahl von Ventilen 98 und Lüfter 97 zum Austausch von Gasen innerhalb der Kammern verwendet werden. Ein Kondensator 64 ist ebenfalls in der Feuchtigkeitsentzugsschleife abgebildet. Kondensatoren und/oder Trocknungsmittel oder Trockenanlagen können in einer Feuchtigkeitsentzugsschleife angeordnet werden.As in 7 and 8th has an exemplary environment control system 10 an exchange channel 61 as an oxygen control chamber 60 with an inlet 57 and outlet 59 , The exchange channel 61 extends along the air conditioning chamber, wherein at least a part of the exchange channel with a separator 58 is provided to the passage of moisture from the exchange channel or the oxygen control chamber in the humidity control chamber 70 to allow. In this embodiment, a larger surface area is provided to the separator. In addition, the humidity control chamber can be equipped with a dehumidification loop 91 be provided, which gas between the humidity control chamber and the desiccant 90 circulated. A fan 97 is designed to ensure the flow of gas through the dehumidification loop. As in 8th shown is the exchange line 61 wound around the separator 58 to provide additional space for replacement. It can be any number of valves again 98 and fans 97 used to exchange gases within the chambers. A capacitor 64 is also shown in the dehydration loop. Capacitors and / or desiccants or driers may be placed in a dehumidifying loop.

Wie in 9 gezeigt, wird ein Teil des Gases der Feuchtigkeitssteuerkammer 70 zur Anodenseite der elektrochemischen Zelle 12 geleitet. Eine Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle 16 wird hier als eine Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle betrieben. Die Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle ist mit der Kathode 40 angeordnet und befindet sich in fließender Verbindung mit der Sauerstoffsteuerkammer 60 und der Feuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle 17, wobei sie als Entfeuchtungs-Elektrolysezelle betrieben wird, mit der Anode 20' angeordnet, und in fließender Verbindung mit der Feuchtigkeitssteuerkammer 70 steht. Die Feuchtigkeitssteuerkammer kann Feuchtigkeit beinhalten, welche durch die Reaktion an der Anode der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle, wo Wasser in Sauerstoff und Protonen umgewandelt wird, abgebaut werden kann. Eine Treibstoffschleife 68 ist so konfiguriert, um Gase von der Feuchtigkeitssteuerkammer zu der Anode der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle zu leiten. Auf diese Weise kann die Feuchtigkeit in der Feuchtigkeitssteuerkammer 70 vermindert werden, wobei benötigter Brennstoff zur Anode der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle geleitet wird. Wie hier beschrieben, kann wieder eine beliebige Anzahl von Ventilen 98 und Lüfter 97 zum Austausch von Gasen innerhalb der Kammern verwendet werden. Ein Kondensator 64 ist ebenfalls in der Feuchtigkeitsentzugsschleife abgebildet. Kondensatoren, Trocknungsmittel und/oder Trockenanlagen können in einer Feuchtigkeitsentzugschleife angebracht werden.As in 9 shown, part of the gas of the humidity control chamber 70 to the anode side of the electrochemical cell 12 directed. An oxygen control electrolysis cell 16 is operated here as an oxygen depletion electrolysis cell. The oxygen depletion electrolysis cell is connected to the cathode 40 arranged and is in fluid communication with the oxygen control chamber 60 and the moisture control electrolysis cell 17 wherein it is operated as a dehumidifying electrolysis cell, with the anode 20 ' arranged, and in fluid communication with the humidity control chamber 70 stands. The humidity control chamber may include moisture that may be degraded by the reaction at the anode of the oxygen depletion electrolysis cell, where water is converted to oxygen and protons. A fuel loop 68 is configured to direct gases from the humidity control chamber to the anode of the oxygen depletion electrolysis cell. In this way, the moisture in the Humidity control chamber 70 be reduced, with required fuel is passed to the anode of oxygen depletion electrolysis cell. As described here, again any number of valves 98 and fans 97 used to exchange gases within the chambers. A capacitor 64 is also shown in the dehydration loop. Capacitors, desiccants and / or driers can be placed in a moisture removal loop.

Wie in 10 abgebildet, enthält ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 eine Wasserkammer 65 mit einer Pervaporationsschicht 66 zwischen der Wasserkammer und der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle. Die Pervaporationsschicht kann eine Ionomermembran sein oder irgendein anderes Material, welches wasserdampfdurchlässig ist, aber größtenteils luftundurchlässig ist. Ein Kondensator 64 ist so konfiguriert, dass er Wasserdampf aus der Klimaanlagenkammer 62 in flüssiges Wasser kondensiert. In dieser Ausführungsform wird eine einzige elektrochemische Zelle 12 angewendet, um die Sauerstoffkonzentration in der Sauerstoffsteuerkammer 60 der Klimaanlagenkammer 62 zu reduzieren, welche sich in fließendem Austausch mit der Einschließung 50 durch einen Kondensator befindet. Der Kondensator ist so konfiguriert, dass er Gas aus der Sauerstoffsteuerkammer 60 zieht. In einer anderen Ausführungsform gibt es keinen Separator zwischen der Sauerstoffsteuerkammer und der Feuchtigkeitssteuerkammer, und das Gas, das dem Kondensator zugeführt wird, wird im Allgemeinen aus der Klimaanlagenkammer gezogen, und die elektrochemische Zelle reduziert die Sauerstoffkonzentration in derselben Klimaanlagenkammer. Wie jedoch gezeigt ist die Sauerstoffsteuerkammer mit einer Öffnung zum Kondensator versehen, das Ventil 98 ist hier gezeigt. Das Gas in der Sauerstoffsteuerkammer hat eine verminderte Sauerstoffkonzentration oder einen erhöhten Wassergehalt. Ein Sauerstoffablass-Ventil 99 kann zum Ablassen von Gas aus der Sauerstoffsteuerkammer oder einem beliebigen Teil der Klimaanlagenkammer, angebracht werden. Das Gas wird in den Kondensator gezogen, wo der Wasserdampf kondensiert und sich am Boden des Kondensators sammelt, wobei es über ein Ventil 73 geleitet werden kann zur Wasserkammer 65 oder zur Brennstoffkammer der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle 16, die als Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle agiert. Jenes kann als ein Weg zur Bereitstellung von Wasser für die Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle genutzt werden, insbesondere in trockenen Beschaffenheiten. Der Pervaporations-Separator 66 hält jegliche Verunreinigungen aus dem Wasser davon ab den Katalysator der Anode zu verderben oder zu vergiften. Ein Ventil kann wenn nötig geöffnet werden, um mehr Außenluft an die Kathodenseite der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle zu ziehen.As in 10 , contains an exemplary environment control system 10 a water chamber 65 with a pervaporation layer 66 between the water chamber and the oxygen control electrolysis cell. The pervaporation layer may be an ionomer membrane or any other material which is permeable to water vapor but is largely air impermeable. A capacitor 64 is configured to remove water vapor from the air conditioning chamber 62 condensed in liquid water. In this embodiment, a single electrochemical cell 12 applied to the oxygen concentration in the oxygen control chamber 60 the air conditioning chamber 62, which is in fluid exchange with the enclosure 50 located by a capacitor. The condenser is configured to draw gas from the oxygen control chamber 60. In another embodiment, there is no separator between the oxygen control chamber and the humidity control chamber, and the gas supplied to the condenser is generally drawn from the air conditioning chamber and the electrochemical cell reduces the oxygen concentration in the same air conditioning chamber. However, as shown, the oxygen control chamber is provided with an opening to the condenser, the valve 98 is shown here. The gas in the oxygen control chamber has a reduced oxygen concentration or an increased water content. An oxygen discharge valve 99 can be installed to vent gas from the oxygen control chamber or any part of the air conditioning chamber. The gas is drawn into the condenser, where the water vapor condenses and collects at the bottom of the condenser, passing through a valve 73 can be directed to the water chamber 65 or to the fuel chamber of the oxygen control electrolysis cell 16 which acts as an oxygen depletion electrolysis cell. That can be used as a way to provide water for the oxygen depletion electrolysis cell, especially in dry conditions. The pervaporation separator 66 keeps any impurities from the water from spoiling or poisoning the catalyst of the anode. A valve may be opened as necessary to draw more outside air to the cathode side of the oxygen depletion electrolysis cell.

Wie in 6 bis 10 abgebildet, ist eine MEA 44 auf eine Weise konfiguriert, dass sie einen Luftstrom auf der Anode der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle erzeugt. Der Luftstrom kann direkt auf die Anode gesteuert werden, wie in 6 bis 9 abgebildet, oder kann entlang der MEA gesteuert werden, wie in 10 abgebildet. Wie in 6 bis 9 abgebildet, steht die MEA 44 in Verbindung mit der Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle 17 und ist auf so eine Weise konfiguriert, dass sie einen Luftstrom auf der Anode der Feuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle erzeugt. Wie hierin beschrieben, kann der Luftstrom auf die Anode zu einer großen Steigerung der Leistung der Zelle führen.As in 6 to 10 pictured is an MEA 44 configured to generate an airflow on the anode of the oxygen control electrolysis cell. The airflow can be controlled directly to the anode, as in 6 to 9 mapped, or can be controlled along the MEA, as in 10 displayed. As in 6 to 9 pictured, is the MEA 44 in conjunction with the humidity control electrolysis cell 17 and is configured in such a manner as to generate an airflow on the anode of the moisture control electrolysis cell. As described herein, the flow of air to the anode can result in a large increase in cell performance.

Wie in 11 gezeigt, enthält ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 einen Einschließung-Filter 52 zur Einschließung 50, und Einlass- und Ablass-Filter zur Klimaanlagenkammer 62. Aktivkohle kann im Einschließungsfilter verwendet werden, um den MEA vor Verunreinigungen im Inneren der Einschließung zu bewahren. Die Klimaanlagenkammer kann auch mit Ein- und/oder Auslass-Filtern versehen werden, um den MEA vor Verunreinigungen in der Außenluft zu bewahren. Dieses Feuchtigkeitssteuersystem ist mit einer einzigen elektrochemischen Zelle 17 versehen, welche entweder mit der Anode oder mit der Kathode in fließender Verbindung mit der Einschließung stehend, betrieben werden kann. Ebenfalls kann sie als elektrochemische Sauerstoffsteuerzelle agieren.As in 11 shows an exemplary environment control system 10 an enclosure filter 52 to the enclosure 50 and inlet and outlet filters to the air conditioning chamber 62. Activated carbon may be used in the containment filter to protect the MEA from contaminants inside the enclosure. The air conditioning chamber may also be provided with inlet and / or outlet filters to protect the MEA from contamination in the outside air. This moisture control system is equipped with a single electrochemical cell 17 which can be operated either with the anode or with the cathode in fluid communication with the enclosure. It can also act as an electrochemical oxygen control cell.

Wie in 12 und 13 gezeigt, ist ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 dazu konfiguriert, den Innenraum eines Tresors 110 zu steuern. Wie in 12 abgebildet, hat die Vorderseite des Tresors eine Tür 111, welche eine Einschließung 50 bildet. Das Umgebungssteuersystem 10 ist, wie in 13 abgebildet, an der Rückseite des Tresors angebracht, und kann zur Regelung des Sauerstoffgehaltes und der Luftfeuchtigkeit im Tresor benutzt werden.As in 12 and 13 is an exemplary environment control system 10 configured to the interior of a vault 110 to control. As in 12 pictured, the front of the safe has a door 111 which is an enclosure 50 forms. The environment control system 10 is how in 13 Shown on the back of the safe, it can be used to control the oxygen content and humidity in the safe.

Wie in 14 und 15 gezeigt, ist ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 dazu konfiguriert, den Innenraum eines Weinkühlers 119 zu regeln. Wie in 14 abgebildet, hat die Vorderseite des Weinkühlers eine Tür 11, welche eine Einschließung 50 bildet. Das Umgebungssteuersystem 10 ist, wie in 15 abgebildet, an der Rückseite des Weinkühlers angebracht, und kann zur Regelung des Sauerstoffgehaltes und der Luftfeuchtigkeit im Weinkühler benutzt werden.As in 14 and 15 is an exemplary environment control system 10 Configured to the interior of a wine cooler 119 to regulate. As in 14 pictured, the front of the wine cooler has a door 11 which is an enclosure 50 forms. The environment control system 10 is how in 15 shown attached to the back of the wine cooler and can be used to control the oxygen content and humidity in the wine cooler.

Wie in 16 und 17 gezeigt, ist ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 dazu konfiguriert, den Innenraum eines Luftbefeuchters 114 zu regeln. Wie in 16 abgebildet, hat die Oberseite des Luftbefeuchters eine Tür 11, welche eine Einschließung 50 bildet. Das Umgebungssteuersystem 10 ist, wie in 17 gezeigt, an der Unterseite des Luftbefeuchters angebracht, und kann zur Regelung des Sauerstoffgehaltes und der Luftfeuchtigkeit im Luftbefeuchter benutzt werden.As in 16 and 17 is an exemplary environment control system 10 configured to the interior of a humidifier 114 to regulate. As in 16 pictured, the top of the humidifier has a door 11 which is an enclosure 50 forms. The environment control system 10 is how in 17 shown attached to the bottom of the humidifier, and can be used to control the oxygen content and humidity in the humidifier.

Wie in 18 gezeigt, ist ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 dazu konfiguriert, den Innenraum eines Gefäßes zum Pflanzenanbau 117 zu regeln, wie z. B. einer Vase oder eines Kübels. Das Umgebungssteuersystem 10 kann zur Regelung des Sauerstoffgehaltes und der Luftfeuchtigkeit im Luftbefeuchter des Raumes unterhalb der Pflanze und innerhalb der Einschließung 50 benutzt werden.As in 18 is an exemplary environment control system 10 configured to the interior of a plant cultivation vessel 117 to regulate, such. B. a vase or a bucket. The environment control system 10 can control the oxygen content and humidity in the humidifier of the room below the plant and within the enclosure 50 to be used.

Wie in 19 gezeigt, enthält ein Beispiel eines Umgebungssteuersystems 10 zwei elektrochemische Zellen 12, 12' zur Platzierung einer Einschließung darauf.As in 19 shows an example of an environment control system 10 two electrochemical cells 12 . 12 ' to place an enclosure on it.

20 zeigt eine Person 101 im Schlafzustand. Die Person macht von einer PAP-Vorrichtung 100 Gebrauch. Die PAP-Vorrichtung, oder einfach Atemgerät, besitzt einen Strömungserzeuger (PAP-Maschine) 102, welcher einen Luftstrom durch den Schlauch 104, der die Schnittstelle 106 mit dem Gerät verbindet, erzeugt. Die Schnittstelle beinhaltet, aber ist nicht beschränkt auf, eine Nasen- oder Vollgesichtsmaske, Nasenpolster, oder seltener ein Lippendichtungs-Mundstück und stellt die Verbindung zu den Atemwegen oder dem Atmungssystem her, beispielsweise über den Mund oder über die Nase. Ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 kann mit dem Strömungserzeuger 102 oder der Einschließung 50 des Strömungserzeugers verbunden sein und kann zur Erhöhung der Sauerstoff- oder der Luftfeuchtigkeitskonzentration der dem Patienten zugeführten Luft verwendet werden. Eine PAP-Vorrichtung, wie sie hier benutzt wird, umfasst alle Variationen von Atemgeräten, wie sie hierin beschrieben sind. 20 shows a person 101 in the sleep state. The person is making of a PAP device 100 Use. The PAP device, or simply respirator, has a flow generator (PAP machine) 102 which introduces a flow of air through the hose 104 who is the interface 106 connects to the device generates. The interface includes, but is not limited to, a nasal or full face mask, nasal pillow, or more rarely, a lip seal mouthpiece, and connects to the airway or respiratory system, for example, via the mouth or nose. An exemplary environment control system 10 can with the flow generator 102 or the enclosure 50 be connected to the flow generator and can be used to increase the oxygen or the humidity concentration of the air supplied to the patient. As used herein, a PAP device includes all variations of breathing apparatus as described herein.

Wie in 21 gezeigt, kann eine beispielhafte Elektrolysezelle einen Filter 94, MEA-Lüfter 44, Gehäusekomponenten 43, 43', Fließfelder 38, 38', Stromabnehmer 33, Membran-Elektroden-Anordnung 30, Gas-Diffusionsmedium 39 und Dichtung 45 umfassen. Diese Anordnung besitzt einen Lüfter der ausgebildet ist, um einen Luftstrom direkt auf die MEA 30 zu blasen. Wie hierin beschrieben, steigert dies die Leistung erheblich.As in 21 As shown, an exemplary electrolytic cell may include a filter 94 , MEA fan 44 , Housing components 43 . 43 ' , Flow fields 38 . 38 ' , Pantograph 33 , Membrane electrode assembly 30 , Gas diffusion medium 39 and seal 45 include. This arrangement has a fan that is designed to direct airflow to the MEA 30 to blow. As described herein, this significantly increases performance.

Wie in 22 gezeigt, enthält ein beispielhaftes Umgebungssteuersystem 10 eine Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle 16 und eine Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle 17, die rund um eine Klimaanlagenkammer 62 angeordnet sind. Ein MEA-Gerät zur Luftbeförderung 44, wie z. B. ein Lüfter, ist angebracht um einen Luftstrom von aufbereiteter Luft 46, auf die Anode der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle 16 zu erzeugen. Wie hierin beschrieben, führt dies zu einer beachtlichen Leistungssteigerung der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle 16. Die Anlage zur Luftbeförderung ist direkt an den MEA gekoppelt und befindet sich in unmittelbarer Nähe zur Anode, was wichtig für die Verbesserung der Effizienz sein kann. Das MEA-Gerät zur Luftbeförderung 44', wie z. B. ein Lüfter, ist zwischen der Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle 17 und der Klimaanlagenkammer 62 angebracht, um einen Luftstrom von aufbereiteter Luft 46' auf die Anode der Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle 17 zu erzeugen. Dieser Lüfter kann innerhalb der Klimaanlagenkammer angebracht werden, wobei der sich der MEA der Luftfeuchtigkeitsteuer-Elektrolysezelle abgeschottet an der Klimaanlagenkammer befindet. Elektrische Kontakte sind mit jeder der Elektrolysezellen verbunden und sorgen für Spannung an der Anode und der Kathode.As in 22 shows an exemplary environment control system 10 an oxygen control electrolysis cell 16 and a humidity control electrolytic cell 17 that surround an air-conditioning chamber 62 are arranged. An MEA air handling unit 44 , such as As a fan, is attached to an air flow of treated air 46 , on the anode of the oxygen control electrolytic cell 16 to create. As described herein, this leads to a considerable increase in performance of the oxygen control electrolysis cell 16 , The air handling unit is directly coupled to the MEA and is located in close proximity to the anode, which can be important for improving efficiency. The MEA air handling unit 44 ' , such as As a fan, is between the humidity control electrolysis cell 17 and the air conditioning chamber 62 attached to a stream of conditioned air 46 ' on the anode of the humidity control electrolytic cell 17 to produce. This fan may be mounted inside the air conditioning chamber, with the MEA of the humidity control electrolysis cell being sealed off from the air conditioning chamber. Electrical contacts are connected to each of the electrolytic cells and provide voltage to the anode and the cathode.

23 zeigt einen Graphen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit innerhalb der Einschließung, wobei zwischen den Fällen mit Lüfter und ohne Lüfter unterschieden wird. Der Lüfter liefert einen Luftstrom auf die Anode eines Luftfeuchtigkeitsteuer-Elektrolyseurs. Die Daten zeigen, dass die Luftfeuchtigkeit viel schneller reduziert wurde, wenn der Elektrolyseur zusammen mit einem Lüfter, der einen Luftstrom direkt auf das MEA und die Anode der Luftfeuchtigkeitsteuer-Elektrolysezelle erzeugte, betrieben wurde. 23 shows a graph of temperature and humidity within the enclosure, with a distinction between the cases with fan and fanless. The fan delivers airflow to the anode of a humidity control electrolyzer. The data shows that the humidity was reduced much faster when the electrolyzer was operated together with a fan that created an airflow directly to the MEA and the anode of the humidity control electrolysis cell.

Mit Bezugnahme auf 24 und 25 ist eine beispielhafte Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle 16 so konfiguriert, dass sie mit einem MEA-Gerät zur Luftbeförderung 44, wie z. B. ein Lüfter, versehen ist, der dafür sorgt, dass ein Luftstrom von aufbereiteter Luft 46 auf die Anode 20 der Membranen-Elektroden-Anordnung 30 strömt. Eine Wasserkammer 65 ist um eine Luftöffnung 48 herum angebracht, welche es dem Luftstrom ermöglicht ungehindert an die MEA oder die Anode 20 der MEA zu gelangen. Eine Prevaporations-Schicht 66, die wasserdurchlässig aber weitestgehend luftundurchlässig ist, erstreckt sich um die Luftöffnung, um der MEA Wasser oder Feuchtigkeit zuzuführen. Eine Dichtung 71 versiegelt die Prevaporations-Schicht an die MEA. Der Luftstrom von aufbereiteter Luft stößt direkt an die Anodenseite 21 der MEA 30 und die Kathodenseite 41 oder Kathode 40 der MEA können zu der Klimaanlagenkammer abgedichtet sein (nicht gezeigt). Eine Datenschnittstelle 86 ist so angebracht um die Koppelung von Datenaufbewahrung und Datenversand zu ermöglichen. Daten, die sich auf das Umgebungskontrollgerät, wie z. B. Feuchtigkeitsgrad, Sauerstoffkonzentration, Temperatur, MEA-Spannung und ähnliches beziehen, können auch extern gespeichert und/oder versendet werden. Ein Füllöffnung 63 zur Aufnahme von Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser zur Hydratisierung des ionenleitenden Mediums, wie z. B. eines Ionomers, ist abgebildet. Die Öffnung kann auch Wasser oder Flüssigkeiten von einem Kondensator der Klimaanlagenkammer erhalten, oder die Flüssigkeit kann auch per Hand beigefügt werden, oder auch durch ein automatisches Auffüllsystem, bei dem sich ein Ventil automatisch öffnet, sobald der Wasserstand in der Wasserkammer 65 unter einem vorbestimmten Niveau liegt.With reference to 24 and 25 is an exemplary oxygen control electrolysis cell 16 configured to work with an air handling MEA device 44 , such as As a fan, is provided, which ensures that an air flow of treated air 46 on the anode 20 the membrane-electrode assembly 30 flows. A water chamber 65 is around an air opening 48 attached, which allows the air flow freely to the MEA or the anode 20 to reach the MEA. A pre-evaporation layer 66 , which is permeable to water but largely impermeable to air, extends around the air vent to supply water or moisture to the MEA. A seal 71 seals the pre-evaporation layer to the MEA. The air flow of treated air directly hits the anode side 21 the MEA 30 and the cathode side 41 or cathode 40 the MEA may be sealed to the air conditioning chamber (not shown). A data interface 86 is thus appropriate to enable the coupling of data storage and data transmission. Data related to the environmental control device, such as As moisture level, oxygen concentration, temperature, MEA voltage and the like, can also be stored and / or shipped externally. A filling opening 63 for holding liquids, such. As water for hydration of the ion-conducting medium, such as. As an ionomer, is shown. The orifice may also receive water or liquids from a condenser of the air conditioning chamber, or the liquid can also be attached by hand, or by an automatic refilling system, in which a valve automatically opens when the water level in the water chamber 65 is below a predetermined level.

Fließender Austausch, wie hier gebraucht, bedeutet das die Gase hin und her zwischen zwei Elementen fließen, bei denen beschrieben wurde, dass sie sich in fließendem Austausch befinden. Die Kathode einer Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle kann sich beispielsweise in fließendem Austausch mit der Sauerstoffsteuerkammer befinden, wobei die Reaktionsprodukte frei von der Anode zur Sauerstoffsteuerkammer fließen können.Flowing exchange, as used here, means that the gases flow back and forth between two elements that have been described as being in fluid exchange. For example, the cathode of an oxygen depletion electrolysis cell may be in fluid communication with the oxygen control chamber, wherein the reaction products may flow freely from the anode to the oxygen control chamber.

Die in den Figuren dargestellten elektrochemischen Zellen 12 können als Elektrolysezellen betrieben werden, die wie hierein beschrieben, die Elektrolyse von Wasser durchführen, wobei Wasser auf einer Anode aufgespalten wird in Sauerstoff und Protonen, und wobei Protonen und Sauerstoff auf der Kathode wieder zu Wasser zusammengefügt werden.The electrochemical cells shown in the figures 12 can be operated as electrolysis cells, as described herein, performing the electrolysis of water, splitting water on an anode into oxygen and protons, and reassembling protons and oxygen on the cathode to form water.

Die elektrochemischen Zellen können auch unter höherer Spannungen betrieben werden, wodurch Ozon entsteht, welches zur Reinigung und Desinfektion der Einschließung verwendet werden kann.The electrochemical cells can also operate at higher voltages, producing ozone which can be used to clean and disinfect the enclosure.

Wenn eine elektrochemische Zelle unter einer Spannung über 1,2 V betrieben wird, dann findet die Elektrolyse von Wasser statt und wenn sie unter einer Spannung über 2,08 V betrieben wird, dann kann auch Ozon produziert werden.When an electrochemical cell is operated at a voltage higher than 1.2 V, the electrolysis of water takes place, and when it is operated at a voltage higher than 2.08 V, ozone can also be produced.

Ein Entfeuchtungsgerät, wie hier gebraucht, ist ein Gerät zur Reduzierung des Feuchtigkeitsgrades oder der relativen Luftfeuchtigkeit und beinhaltet, ist aer nicht beschränkt auf, Trocknungsmittel oder Lufttrockner die auf Trocknungsmittel basieren, auf Kondensatoren und Luftfeuchtigkeitsabbau-Elektrolysezellen.A dehumidifier, as used herein, is a device for reducing the degree of humidity or relative humidity, and includes, but is not limited to, desiccant-based desiccant or air dryer, capacitors, and humidification electrolysis cells.

Für einem Fachmann wird es offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen, Kombinationen und Variationen in der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass von dem Geiste oder dem Umfang der Erfindung abgewichen wird. Die einzelnen hier beschriebenen Ausführungsformen, Merkmale und Elemente können in geeigneten Weisen verändert und/oder kombiniert werden. Demnach ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle diese Änderungen, Kombinationen und Variationen umfasst, vorausgesetzt, dass sie innerhalb des Umfangs der beigelegten Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen.It will be apparent to those skilled in the art that various changes, combinations and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The particular embodiments, features, and elements described herein may be changed and / or combined in appropriate manners. Accordingly, it is intended that the present invention cover all such changes, combinations, and variations, provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 62258945 [0001]US 62258945 [0001]
US 62/300074 [0001]US 62/300074 [0001]
US 62353545 [0001]US 62353545 [0001]
US 62373329 [0001]US 62373329 [0001]
US 62385175 [0001]US 62385175 [0001]

Claims

Ein Umgebungssteuersystem, das mit einer Einschließung verbunden ist und umfasst: a) eine Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle, wobei die Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle umfasst: i) ein Ionenaustausch-Medium; ii) eine Anode; iii) eine Kathode; wobei die Anode und die Kathode auf entgegengesetzten Seiten des Ionenaustausch-Mediums angebracht sind; wobei sich die Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle in fließendem Austausch mit der Einschließung befindet; und wobei eine Stromquelle an die Anode und an die Kathode angeschlossen ist, und wobei die Stromquelle die Spannung zur Elektrolyse von Wasser, durch die Anode und die Kathode, liefert, wobei Wasser reagiert und an der Anode und Kathode Reaktanten produziert, wodurch der Feuchtigkeitsgrad in der Einschließung geregelt wird; b) eine Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung; und c) ein Regler, der mit der Stromquelle und der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle verbunden ist, um die Spannung an der Anode und der Kathode zu regeln; wobei die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Einschließung durch den Sauerstoffsteuer-Elektrolyseur geregelt wird und der Feuchtigkeitsgrad innerhalb der Einschließung durch die Feuchtigkeitssteuervorrichtung geregelt wird.An environmental control system associated with an enclosure and comprising: a) an oxygen control electrolytic cell, wherein the oxygen control electrolytic cell comprises: i) an ion exchange medium; ii) an anode; iii) a cathode; wherein the anode and the cathode are mounted on opposite sides of the ion exchange medium; wherein the oxygen control electrolysis cell is in fluid exchange with the enclosure; and wherein a current source is connected to the anode and to the cathode, and wherein the current source provides the voltage for electrolysis of water through the anode and the cathode, wherein water reacts and produces reactants at the anode and cathode, whereby the degree of moisture in the inclusion is regulated; b) an air humidity control device; and c) a regulator connected to the power source and the oxygen control electrolysis cell to control the voltage at the anode and the cathode; wherein the oxygen concentration within the enclosure is regulated by the oxygen control electrolyzer and the humidity level within the enclosure is controlled by the humidity control device.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Ionenaustausch-Medium ein Ionomer umfasst.Environment control system after Claim 1 wherein the ion exchange medium comprises an ionomer.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine MEA-Luftbewegungsvorrichtung, welche einen Luftstrom von aufbereiteter Luft auf die Anode produziert.Environment control system after Claim 1 further comprising an MEA air moving device that produces an airflow of conditioned air to the anode.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Klimaanlagenkammer, die umfasst: a) eine Sauerstoffsteuerkammer; und b) eine Luftfeuchtigkeitssteuerkammer; wobei die Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung sich in fließendem Austausch mit der Steuerkammer befindet; c) ein Separator, der zwischen der Sauerstoffsteuerkammer und der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer angebracht wird zur Beförderung von Feuchtigkeit zwischen der Sauerstoffsteuerkammer und der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer; wobei der Separator im Wesentlichen luftundurchlässig ist; wobei die Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Sauerstoffsteuerkammer regelt; und wobei die Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung den Feuchtigkeitsgrad innerhalb der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer regelt, wobei die Sauerstoffkonzentration und das von der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle produzierte Wasser innerhalb der Klimaanlagenkammer.Environment control system after Claim 1 , further comprising an air conditioning chamber comprising: a) an oxygen control chamber; and b) an air humidity control chamber; wherein the humidity control device is in fluid communication with the control chamber; c) a separator disposed between the oxygen control chamber and the humidity control chamber for conveying moisture between the oxygen control chamber and the humidity control chamber; the separator being substantially air impermeable; wherein the oxygen control electrolysis cell controls the oxygen concentration within the oxygen control chamber; and wherein the humidity control device controls the humidity level within the humidity control chamber, wherein the oxygen concentration and the water produced by the oxygen depletion electrolytic cell are within the air conditioning chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 4, bei dem die Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle eine Sauerstoffabreicherung-Elektrolysezelle ist, bei der die Kathode der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle sich in fließendem Austausch mit der Einschließung befindet; und wobei die Luftentfeuchtungsvorrichtung eine Luftentfeuchtervorrichtung ist, welche den Feuchtigkeitsgrad innerhalb der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer reduziert; wobei der Feuchtigkeitsgrad der Sauerstoffsteuerkammer durch den Transfer von Feuchtigkeit durch den Separator zur Luftfeuchtigkeitssteuerkammer reduziert wird.Environment control system after Claim 4 wherein the oxygen control electrolysis cell is an oxygen depletion electrolysis cell wherein the cathode of the oxygen control electrolysis cell is in fluid communication with the enclosure; and wherein the air dehumidifier is a dehumidifier device that reduces the humidity level within the humidity control chamber; wherein the humidity level of the oxygen control chamber is reduced by the transfer of moisture through the separator to the humidity control chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 4, ferner umfassend eine MEA-Luftbewegungsvorrichtung, welche einen Luftstrom von aufbereiteter Luft auf die Anode produziert.Environment control system after Claim 4 further comprising an MEA air moving device that produces an airflow of conditioned air to the anode.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 6, ferner umfassend eine Wasserkammer und eine Pervaporations-Schicht zwischen der Wasserkammer und der Anode der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle, wobei Wasser aus der Wasserkammer durch die Pervaporations-Schicht zur MEA befördert wird.Environment control system after Claim 6 and further comprising a water chamber and a pervaporation layer between the water chamber and the anode of the oxygen control electrolysis cell, wherein water from the water chamber is conveyed through the pervaporation layer to the MEA.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 5, bei dem die Luftentfeuchtungsvorrichtung eine Luftentfeuchtungs-Elektrolysezelle umfasst; wobei die Luftentfeuchtungs-Elektrolysezelle umfasst: i) ein Ionomer; ii) eine Anode; iii) eine Kathode; wobei die Anode und die Kathode auf entgegengesetzte Seiten des Ionomeres angebracht werden, und wobei die Anode sich in fließendem Austausch mit der Feuchtigkeitssteuerkammer befindet; wobei eine Stromquelle mit der Anode und der Kathode verbunden ist, um Spannung über die die Anode und die Kathode für die Elektrolyse von Wasser bereitzustellen, wobei Wasser an der Anode in Sauerstoff und Protonen gespalten wird und diese Protonen auf der Kathode mit Sauerstoff reagieren, um Wasser zu erzeugen.Environment control system after Claim 5 in which the air dehumidifier comprises an air dehumidification electrolysis cell; wherein the dehumidifying electrolytic cell comprises: i) an ionomer; ii) an anode; iii) a cathode; wherein the anode and the cathode are mounted on opposite sides of the ionomer, and wherein the anode is in fluid communication with the humidity control chamber; wherein a current source is connected to the anode and the cathode to provide voltage across the anode and the cathode for the electrolysis of water, wherein water at the anode is split into oxygen and protons and these protons on the cathode react with oxygen To produce water.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 8, ferner umfassend eine MEA-Luftbewegungsvorrichtung, welche einen Luftstrom von aufbereiteter Luft auf die Anode der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle produziert.Environment control system after Claim 8 further comprising an MEA air moving device which produces an airflow of conditioned air to the anode of the oxygen control electrolysis cell.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Wasserkammer und eine Pervaporations-Schicht zwischen der Wasserkammer und der MEA der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle, wobei Wasser aus der Wasserkammer durch die Pervaporations-Schicht zur MEA befördert wird.Environment control system after Claim 9 , further comprising a water chamber and a pervaporation layer between the water chamber and the MEA of the oxygen control electrolysis cell, wherein water from the water chamber is conveyed through the pervaporation layer to the MEA.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 8, bei dem das Luftfeuchtigkeitssteuergerät ein Luftentfeuchtungsvorrichtung ist, umfassend einen Lufttrockner, der ein Trocknungsmittel umfasst.Environment control system after Claim 8 in which the humidity control device is an air dehumidifier comprising an air dryer comprising a desiccant.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 8, bei dem die Luftentfeuchtungsvorrichtung ein Separator ist, der wasserdurchlässig aber im Wesentlichen luftundurchlässig istEnvironment control system after Claim 8 in which the air dehumidifier is a separator which is permeable to water but substantially impermeable to air

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 8, bei dem die Luftentfeuchtungsvorrichtung einen Kondensator umfasst.Environment control system after Claim 8 in which the air dehumidifier comprises a condenser.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 13, bei dem der Kondensator in einer Lufttrocknungschleife angeordnet ist mit einem Ein- und Auslass an der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer.Environment control system after Claim 13 in which the condenser is arranged in an air drying loop with an inlet and outlet at the humidity control chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 13, bei dem der Kondensator so konfiguriert ist, dass er flüssiges Wasser produziert, welches zu der Anoden der zumindest einen der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle oder der Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle weiterleitet wird.Environment control system after Claim 13 in which the condenser is configured to produce liquid water which is passed to the anodes of the at least one of the oxygen depletion electrolysis cell and the humidity control electrolysis cell.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 8 ferner umfassend eine Umlaufschleife, die sich von der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer bis zur Anode der Sauerstoffabreicherung-Elektrolysezelle und zurück zur Luftfeuchtigkeitssteuerkammer erstreckt; wobei ein Luftfeuchtigkeitssteuerkammer-Gas als Brennstoff für die Reaktion an der Anode der Sauerstoffabreicherung-Elektrolysezelle bereitgestellt wird.Environment control system after Claim 8 further comprising a recirculation loop extending from the humidity control chamber to the anode of the oxygen depletion electrolysis cell and back to the humidity control chamber; wherein a humidity control chamber gas is provided as fuel for the reaction at the anode of the oxygen depletion electrolysis cell.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 4, bei dem das Ionenaustausch-Medium einen lonomer umfasst und der Separator einen Ionomer umfasst.Environment control system after Claim 4 in which the ion exchange medium comprises an ionomer and the separator comprises an ionomer.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 4, bei dem die Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung eine Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle umfasst; wobei die Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle umfasst: i) ein Ionenaustausch-Medium; ii) eine Anode; iii) eine Kathode; wobei die Anode und die Kathode auf entgegengesetzten Seiten des Ionenaustausch-Mediums angebracht sind; wobei sich die Anode in fließendem Austausch mit der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer befindet; wobei eine Stromquelle mit der Anode und der Kathode der Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle verbunden ist, und um Spannung zur Elektrolyse von Wasser über die Anode und die Kathode bereitzustellen, wobei Wasser reagiert und Sauerstoff und Protonen an der Anode entstehen, wobei diese Protonen an der Kathode mit Sauerstoff reagieren und Wasser produzieren.Environment control system after Claim 4 wherein the humidity control device comprises a humidity control electrolysis cell; wherein the humidity control electrolytic cell comprises: i) an ion exchange medium; ii) an anode; iii) a cathode; wherein the anode and the cathode are mounted on opposite sides of the ion exchange medium; the anode being in fluid communication with the humidity control chamber; wherein a power source is connected to the anode and the cathode of the humidity control electrolysis cell, and to provide voltage for electrolysis of water through the anode and the cathode, wherein water reacts and oxygen and protons are formed at the anode, said protons at the cathode with React with oxygen and produce water.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 18, bei dem die Luftfeuchtigkeitssteuer-Elektrolysezelle eine Luftentfeuchtungs-Elektrolysezelle ist, bei der sich die Anode in fließendem Austausch mit der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer befindet; wobei die Luftentfeuchtungs-Elektrolysezelle Feuchtigkeit aus der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer entzieht.Environment control system after Claim 18 in which the humidity control electrolysis cell is an air dehumidification electrolytic cell in which the anode is in fluid communication with the humidity control chamber; wherein the dehumidifying electrolysis cell extracts moisture from the humidity control chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 4, bei welchem die Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung eine Luftentfeuchtungsvorrichtung ist, umfassend einen Lufttrockner, der ein Trocknungsmittel umfasst.Environment control system after Claim 4 in which the humidity control device is an air dehumidifier comprising an air dryer comprising a desiccant.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 4, bei dem die Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung eine Luftentfeuchtungsvorrichtung ist umfassend einen Separator, der wasserdurchlässig aber im Wesentlichen luftundurchlässig ist.Environment control system after Claim 4 in which the humidity control device is an air dehumidifier comprising a separator that is permeable to water but substantially impermeable to air.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 4, bei dem die Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung eine Luftentfeuchtungsvorrichtung ist und einen Kondensator umfasst.Environment control system after Claim 4 in which the humidity control device is an air dehumidifier and includes a condenser.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 22, bei dem der Kondensator in einer Lufttrocknungsschleife angeordnet ist, mit einem Ein- und Auslass an der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer.Environment control system after Claim 22 in which the condenser is arranged in an air drying loop with an inlet and outlet at the humidity control chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 22, bei dem ein Kondensator so konfiguriert ist, dass er flüssiges Wasser produziert, welches zu der Anode der zumindest einen der Sauerstoffsteuerkammer oder der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer weitergeleitet wird.Environment control system after Claim 22 in which a condenser is configured to produce liquid water which is forwarded to the anode of the at least one of the oxygen control chamber or the humidity control chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 4, bei dem der Kondensator mit der Sauerstoffsteuerkammer verbunden ist, von welcher er einen Luftstrom bezieht, hierbei erzeugt er kondensiertes Wasser, das an eine Wasserkammer weitergeleitet wird, welche sich in fließendem Austausch mit der Anode der Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle befindet.Environment control system after Claim 4 in which the condenser is connected to the oxygen control chamber from which it receives an air flow, thereby producing condensed water which is passed on to a water chamber which is in fluid communication with the anode of the oxygen control electrolysis cell.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 25, bei dem die Sauerstoffsteuerkammer einen Austauschkanal umfasst; wobei der Austauschkanal einen Fluss von Gas aus der Einschließung durch ein Einschließungs-Ventil erhält, und einen Fluss von aufbereitetem Gas an die Einschließung durch ein Abflussventil zurückleitet, nachdem dieses an der Sauerstoffabreicherungs-Elektrolysezelle vorbeigelaufen ist; wobei die Sauerstoffkonzentration des Gases aus der Einschließung höher ist als die Sauerstoffkonzentration des aufbereiteten Gases.Environment control system after Claim 25 in which the oxygen control chamber comprises an exchange channel; wherein the exchange channel receives a flow of gas from the enclosure by an enclosure valve and returns a flow of treated gas to the enclosure through an effluent valve after it has passed the oxygen scavenging electrolysis cell; wherein the oxygen concentration of the gas from the enclosure is higher than the oxygen concentration of the treated gas.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 26, bei dem der Austauschkanal eine verschachtelte Länge innerhalb der Klimaanlagenkammer hat. Environment control system after Claim 26 in which the exchange channel has a nested length inside the air conditioning chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 26, bei dem der Separator zumindest teilweise an dem Austauschkanal angebracht ist.Environment control system after Claim 26 in which the separator is at least partially attached to the exchange channel.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung eine Nahrungsmittelaufbewahrungskammer ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th or 18 in which the enclosure is a food storage chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung eine gekühlte Einschließung ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th , or 18, where the enclosure is a refrigerated enclosure.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung eine gekühlte Nahrungsmittelaufbewahrungskammer ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th or 18 in which the enclosure is a refrigerated food storage chamber.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung ein Weinkühler ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th , or 18, where the enclosure is a wine cooler.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung ein Chemikalienlager ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th , or 18, where the enclosure is a chemical storage facility.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung ein pharmazeutisches Lager ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th , or 18, in which the enclosure is a pharmaceutical warehouse.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung eine Einschließung zur Aufbewahrung von Artefakten ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th , or 18, where the enclosure is an enclosure for storing artifacts.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung ein Tresor mit verschließbarer Vordertür ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th , or 18, in which the enclosure is a vault with lockable front door.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung eine Einschließung zum Pflanzenwachstum ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th , or 18, in which the enclosure is an enclosure to plant growth.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem die Einschließung ein Luftbefeuchter ist.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th , or 18, in which the enclosure is a humidifier.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 1, 4, 5, 8, oder 18, bei welchem das Umgebungssteuersystem mit einer positiven Atemwegsdruckvorrichtung (PAP-Vorrichtung) verbunden ist, und einen Luftzufluss zur PAP-Vorrichtung bereitstellt.Environment control system after Claim 1 . 4 . 5 . 8th or 18, wherein the environmental control system is connected to a positive airway pressure device (PAP device) and provides air flow to the PAP device.

Umgebungssteuersystem nach Anspruch 39, bei welchem die PAP-Vorrichtung umfasst: a) einen Strömungserzeuger zur Erzeugung eines positiven Fließdrucks; b) ein Schlauch, der mit dem Strömungserzeuger verbunden ist um den positiven Fließdruck zu empfangen; c) eine Schnittstelle zur Kopplung des Schlauchs mit dem positiven Fließdruck an die Atemwege der Person.Environment control system after Claim 39 in which the PAP device comprises: a) a flow generator for generating a positive flow pressure; b) a hose connected to the flow generator to receive the positive flow pressure; c) an interface for coupling the tube with the positive flow pressure to the respiratory tract of the person.

Umgebungssteuersystem, das mit einer Einschließung verbunden ist und umfasst: a) eine Klimaanlagenkammer, umfassend: i) eine Sauerstoffsteuerkammer die sich in fließendem Austausch mit der Einschließung befindet; ii) eine Luftfeuchtigkeitssteuerkammer; wobei sich die Luftfeuchtigkeitssteuervorrichtung in fließendem Austausch mit der Steuerkammer befindet; iii) ein Separator, der zwischen der Sauerstoffsteuerkammer und der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer angeordnet ist zum Transport von Feuchtigkeit zwischen der Sauerstoffsteuerkammer und der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer; wobei der Separator ein lonomer umfasst und im Wesentlichen luftundurchlässig ist; wobei die Sauerstoffsteuer-Elektrolysezelle eine Sauerstoffkonzentration innerhalb der Sauerstoffsteuerkammer ist; und b) eine Sauerstoffabreicherung-Elektrolysezelle umfasst: i) ein lonomer; ii) eine Anode; iii) eine Kathode; wobei die Anode und die Kathode auf entgegengesetzten Seiten des Ionomers angebracht sind; wobei die Kathode sich in fließendem Austausch mit der Sauerstoffsteuerkammer befindet; und wobei eine Stromquelle mit der Anode und der Kathode verbunden ist um Spannung zur Elektrolyse von Wasser, über die Anode und die Kathode bereitzustellen, wobei Wasser an der Anode in Sauerstoff und Protonen gespalten wird, und diese Protonen mit Sauerstoff an der Kathode reagieren, wodurch Wasser entsteht; c) eine Luftentfeuchtungsvorrichtung, die sich in fließendem Austausch mit der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer befindet, und so konfiguriert ist, um Luftfeuchtigkeitsgrad innerhalb der Luftfeuchtigkeitssteuerkammer zu reduzieren; und d) ein Regler der mit der Stromquelle und der Sauerstoffabreicherung-Elektrolysezelle verbunden ist, um die Spannung an der Anode und der Kathode zu steuern; wobei die Feuchtigkeitskonzentration innerhalb der Sauerstoffsteuerkammer durch den Transfer von Feuchtigkeit durch den Separator in die Luftfeuchtigkeitssteuerkammer reduziert wird; und wobei die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Einschließung durch den Sauerstoffabreicherung-Elektrolyseur reduziert wird, und der Luftfeuchtigkeitsgrad innerhalb der Einschließung durch eine Luftentfeuchtungsvorrichtung reduziert wird.Environmental control system associated with an enclosure and comprising: a) an air conditioning chamber comprising: i) an oxygen control chamber in fluid communication with the enclosure; ii) an air humidity control chamber; wherein the humidity control device is in fluid communication with the control chamber; iii) a separator disposed between the oxygen control chamber and the humidity control chamber for transporting moisture between the oxygen control chamber and the humidity control chamber; wherein the separator comprises an ionomer and is substantially impermeable to air; wherein the oxygen control electrolysis cell is an oxygen concentration within the oxygen control chamber; and b) an oxygen depletion electrolysis cell comprising: i) an ionomer; ii) an anode; iii) a cathode; wherein the anode and the cathode are mounted on opposite sides of the ionomer; the cathode being in fluid communication with the oxygen control chamber; and wherein a current source is connected to the anode and the cathode to provide voltage for electrolysis of water, via the anode and the cathode, whereby water at the anode is split into oxygen and protons, and these protons react with oxygen at the cathode, whereby water arises; c) an air dehumidifier in fluid communication with the humidity control chamber and configured to reduce humidity within the humidity control chamber; and d) a controller connected to the power source and the oxygen depletion electrolysis cell to control the voltage at the anode and the cathode; wherein the moisture concentration within the oxygen control chamber is reduced by the transfer of moisture through the separator into the humidity control chamber; and wherein the oxygen concentration within the enclosure is reduced by the oxygen depletion electrolyzer, and the degree of humidity within the enclosure is reduced by an air dehumidifier.