JP2000018677A - 空調装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部発熱と室内清浄度を比較し、室内清浄度
により循環風量が決まる場合に、空調によって必要とさ
れる電力量を低減するための空調装置。 【解決手段】 クリーンルームの空調装置において、通
過する空気を浄化する空気浄化部と、通過する空気を冷
却する複数の冷却ユニットと通過する空気を冷却しない
複数の非冷却ユニットを有する冷却部と、空気混合部
と、空気浄化部によって浄化された空気を、クリーンル
ーム、冷却部、空気混合部を経て空気浄化部へと循環さ
せる空気循環手段を有し、冷却部は、冷却部に入る空気
を複数の冷却ユニットを通過する空気と複数の非冷却ユ
ニットを通過する空気に分割する分割手段と、分割手段
によって分割された空気を複数の冷却ユニットを用いて
冷却する冷却手段を具備し、空気混合部は、分割手段と
冷却手段によって分割され、冷却された空気を混合する
混合手段を有することを特徴とする空調装置を提供す
る。
により循環風量が決まる場合に、空調によって必要とさ
れる電力量を低減するための空調装置。 【解決手段】 クリーンルームの空調装置において、通
過する空気を浄化する空気浄化部と、通過する空気を冷
却する複数の冷却ユニットと通過する空気を冷却しない
複数の非冷却ユニットを有する冷却部と、空気混合部
と、空気浄化部によって浄化された空気を、クリーンル
ーム、冷却部、空気混合部を経て空気浄化部へと循環さ
せる空気循環手段を有し、冷却部は、冷却部に入る空気
を複数の冷却ユニットを通過する空気と複数の非冷却ユ
ニットを通過する空気に分割する分割手段と、分割手段
によって分割された空気を複数の冷却ユニットを用いて
冷却する冷却手段を具備し、空気混合部は、分割手段と
冷却手段によって分割され、冷却された空気を混合する
混合手段を有することを特徴とする空調装置を提供す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調電力量の低減
に関し、特に内部発熱と室内清浄度を比較し、室内清浄
度により循環風量が決まる場合のクリーンルームにおけ
るＦＦＵ（ファン・フィルター・ユニット）空調装置に
関する。
に関し、特に内部発熱と室内清浄度を比較し、室内清浄
度により循環風量が決まる場合のクリーンルームにおけ
るＦＦＵ（ファン・フィルター・ユニット）空調装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置に関して、その製造方法が微
細加工を用いるプロセスを必要とする。このことに伴っ
て、半導体装置の製造空間内に存在する塵埃が半導体装
置製造過程で半導体装置内に入り込み、その結果とし
て、半導体装置を不良品化する。また、製造空間内の温
度や湿度変化によって、製造に用いる材料にわずかな反
りや歪みを生じさせ、その結果として、半導体装置を不
良品化する。このような不良品化の割合を減少させるた
めには、その製造空間内に存在する塵埃の量を減少させ
る必要と、製造空間内の温度や湿度を一定にする必要が
ある。このような要求に対して、内部の塵埃量がきわめ
て少なく、内部の温度や湿度を一定にするクリーンルー
ムと呼ばれる空間が開発された。
細加工を用いるプロセスを必要とする。このことに伴っ
て、半導体装置の製造空間内に存在する塵埃が半導体装
置製造過程で半導体装置内に入り込み、その結果とし
て、半導体装置を不良品化する。また、製造空間内の温
度や湿度変化によって、製造に用いる材料にわずかな反
りや歪みを生じさせ、その結果として、半導体装置を不
良品化する。このような不良品化の割合を減少させるた
めには、その製造空間内に存在する塵埃の量を減少させ
る必要と、製造空間内の温度や湿度を一定にする必要が
ある。このような要求に対して、内部の塵埃量がきわめ
て少なく、内部の温度や湿度を一定にするクリーンルー
ムと呼ばれる空間が開発された。
【０００３】図４は従来のＦＦＵを使ったクリーンルー
ム空調装置であり、図４（ａ）は正面断面図、図４
（ｂ）は側面断面図を示す。ＦＦＵ４１によって浄化さ
れた空気がクリーンルーム室内４２、床下４３を経て全
量冷却コイル４４を通過する。冷却コイル４４を用いて
温度調節された空気がレタンシャフト４５を通過してＦ
ＦＵ４１に戻す。
ム空調装置であり、図４（ａ）は正面断面図、図４
（ｂ）は側面断面図を示す。ＦＦＵ４１によって浄化さ
れた空気がクリーンルーム室内４２、床下４３を経て全
量冷却コイル４４を通過する。冷却コイル４４を用いて
温度調節された空気がレタンシャフト４５を通過してＦ
ＦＵ４１に戻す。
【０００４】また、クリーンルーム空調装置に関する先
行事例を過去の特許出願から遡及調査すると、まず、特
開平４−１０３９３７号公報に、クリーンルームの風量
制御方法が開示されている。この発明は以下の特徴を有
する。ＦＦＵのファンモーターにタップ切り替えにより
回転数を多段階で変化させることが可能な単相モーター
を利用する。その単層モーターのＯＮ−ＯＦＦ操作とタ
ップ切り替え操作を行う操作端末器を各ＦＦＵ毎に配置
する。それと共に、各操作端末機に操作指令を伝送する
伝送配線を施設し、これら操作端末機の遠隔操作によっ
てＦＦＵの運転台数とＦＦＵからの吹き出し風速を制御
する。
行事例を過去の特許出願から遡及調査すると、まず、特
開平４−１０３９３７号公報に、クリーンルームの風量
制御方法が開示されている。この発明は以下の特徴を有
する。ＦＦＵのファンモーターにタップ切り替えにより
回転数を多段階で変化させることが可能な単相モーター
を利用する。その単層モーターのＯＮ−ＯＦＦ操作とタ
ップ切り替え操作を行う操作端末器を各ＦＦＵ毎に配置
する。それと共に、各操作端末機に操作指令を伝送する
伝送配線を施設し、これら操作端末機の遠隔操作によっ
てＦＦＵの運転台数とＦＦＵからの吹き出し風速を制御
する。
【０００５】次に、特開平７−４７２４号公報に、空調
設備の省エネルギー制御方式が開示されている。この発
明は以下の特徴を有する。室内の空気は、エアフィルタ
を介して送風機により空気調和機に吸い込まれる。吸い
込まれる空気の温度は吸入口センサによって測定され
る。空気調和機に吸い込まれた空気は、冷却手段により
冷却され、再熱手段により再加熱され、加湿器により加
湿されて、空気調和機から吹き出される。吹き出された
空気の温度と湿度は吹出口センサによって測定される。
吸入口センサと吹出口センサにより測定された温度差と
現在の風量に基づいて、風量を制御し、制御された風量
に基づいて冷却量を制御する。また、吹出口センサによ
り計測された湿度に基づき、冷却機を通過する空気をバ
イパスさせるバイパスダンパの開度を調整する。
設備の省エネルギー制御方式が開示されている。この発
明は以下の特徴を有する。室内の空気は、エアフィルタ
を介して送風機により空気調和機に吸い込まれる。吸い
込まれる空気の温度は吸入口センサによって測定され
る。空気調和機に吸い込まれた空気は、冷却手段により
冷却され、再熱手段により再加熱され、加湿器により加
湿されて、空気調和機から吹き出される。吹き出された
空気の温度と湿度は吹出口センサによって測定される。
吸入口センサと吹出口センサにより測定された温度差と
現在の風量に基づいて、風量を制御し、制御された風量
に基づいて冷却量を制御する。また、吹出口センサによ
り計測された湿度に基づき、冷却機を通過する空気をバ
イパスさせるバイパスダンパの開度を調整する。
【０００６】次に、特開平９−１５９２３９号公報に、
クリーンルームに関する発明が開示されている。この発
明は以下の特徴を有する。ＦＦＵの送風口近傍に設置さ
れた多孔付き板状部材と、ＦＦＵから離れてＦＦＵとほ
ぼ対向して設置された排気手段を有する。ＦＦＵの設置
個所または未設置個所に応じて、多孔付き板状部材の孔
による開口率が異なる。
クリーンルームに関する発明が開示されている。この発
明は以下の特徴を有する。ＦＦＵの送風口近傍に設置さ
れた多孔付き板状部材と、ＦＦＵから離れてＦＦＵとほ
ぼ対向して設置された排気手段を有する。ＦＦＵの設置
個所または未設置個所に応じて、多孔付き板状部材の孔
による開口率が異なる。
【０００７】また、特開平９−２８７７９１号公報に、
チャンバー付きファンフィルターユニット及びクリーン
ルームに関する発明が開示されている。この発明は以下
の特徴を有する。間引きされた複数のＦＦＵが配置さ
れ、開口部を有する床面が敷設される。ＦＦＵを下面が
開口した箱型状の天井吸込用小型チャンバーで覆い、Ｆ
ＦＵの空気吹出口の周囲に空気吸込口を形成する。ＦＦ
Ｕが有するファンを用いてＦＦＵからの空気吹出と小型
チャンバーへの空気吸入を同時に行う。小型チャンバー
上面の空気取込口に設置された弁を調整することによっ
て、天井からの空気吸入量と小型チャンバーへの空気吸
入量のバランスを調整することが可能である。
チャンバー付きファンフィルターユニット及びクリーン
ルームに関する発明が開示されている。この発明は以下
の特徴を有する。間引きされた複数のＦＦＵが配置さ
れ、開口部を有する床面が敷設される。ＦＦＵを下面が
開口した箱型状の天井吸込用小型チャンバーで覆い、Ｆ
ＦＵの空気吹出口の周囲に空気吸込口を形成する。ＦＦ
Ｕが有するファンを用いてＦＦＵからの空気吹出と小型
チャンバーへの空気吸入を同時に行う。小型チャンバー
上面の空気取込口に設置された弁を調整することによっ
て、天井からの空気吸入量と小型チャンバーへの空気吸
入量のバランスを調整することが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示される従来の技術による空調装置には、クリーンルー
ムにおける循環空気の圧力損失が大きいと言う問題点が
あった。その理由の一つは、内部発熱と室内清浄度を比
較し、室内清浄度により循環風量が決まる場合において
も、圧力損失が大きい冷却コイルに循環空気の全量を通
過させることによって発生する。また、天井面に設置す
るＦＦＵの機外圧力損失が大きく、ＦＦＵが必要とする
エネルギー量が大きいと言う問題点があった。その理由
は、ＦＦＵに取り付けられているファンによって、空気
の循環によって発生する圧力損失を補う風圧が与えられ
ているためである。従って、空気が冷却コイルを通過す
る時に発生する大きな圧力損失に対応する圧力も、ファ
ンによる風圧によって与えられている。
示される従来の技術による空調装置には、クリーンルー
ムにおける循環空気の圧力損失が大きいと言う問題点が
あった。その理由の一つは、内部発熱と室内清浄度を比
較し、室内清浄度により循環風量が決まる場合において
も、圧力損失が大きい冷却コイルに循環空気の全量を通
過させることによって発生する。また、天井面に設置す
るＦＦＵの機外圧力損失が大きく、ＦＦＵが必要とする
エネルギー量が大きいと言う問題点があった。その理由
は、ＦＦＵに取り付けられているファンによって、空気
の循環によって発生する圧力損失を補う風圧が与えられ
ているためである。従って、空気が冷却コイルを通過す
る時に発生する大きな圧力損失に対応する圧力も、ファ
ンによる風圧によって与えられている。
【０００９】本発明の目的は、内部発熱と室内清浄度を
比較し、室内清浄度により循環風量が決まる場合におい
て、圧力損失量を減少させることによる低消費電力化を
図ったクリーンルームの空調装置を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、クリーンルームの内部負荷の
変化に対し、冷却コイルを通過する循環空気の量を変化
させることによる空調装置を提供することにある。
比較し、室内清浄度により循環風量が決まる場合におい
て、圧力損失量を減少させることによる低消費電力化を
図ったクリーンルームの空調装置を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、クリーンルームの内部負荷の
変化に対し、冷却コイルを通過する循環空気の量を変化
させることによる空調装置を提供することにある。
【００１０】さて、特開平４−１０３９３７号公報のク
リーンルームの風量制御方法は、ＦＦＵからの吹き出し
風速に関する発明であり、圧力損失量を減少させること
に対する検討はされていない。特開平７−４７２４号公
報の空調設備の省エネルギー制御方式は、空気の冷却化
に伴う過除湿を防止するために冷却器のみにバイパスダ
ンパを設けることに関する発明であるが、圧力損失量を
減少させることに対する検討はされていない。特開平９
−１５９２３９号公報に、クリーンルームに関する発明
は、ＦＦＵから吹き出された気流を層流化することに関
する発明であり、圧力損失量を減少させることに対する
検討はされていない。特開平９−２８７７９１号公報
に、チャンバー付きファンフィルターユニット及びクリ
ーンルームに関する発明は、間引き運転されるＦＦＵを
有する時に、間引き個所の清浄度を向上させることに関
する発明であり、圧力損失量を減少させることに対する
検討はされていない。
リーンルームの風量制御方法は、ＦＦＵからの吹き出し
風速に関する発明であり、圧力損失量を減少させること
に対する検討はされていない。特開平７−４７２４号公
報の空調設備の省エネルギー制御方式は、空気の冷却化
に伴う過除湿を防止するために冷却器のみにバイパスダ
ンパを設けることに関する発明であるが、圧力損失量を
減少させることに対する検討はされていない。特開平９
−１５９２３９号公報に、クリーンルームに関する発明
は、ＦＦＵから吹き出された気流を層流化することに関
する発明であり、圧力損失量を減少させることに対する
検討はされていない。特開平９−２８７７９１号公報
に、チャンバー付きファンフィルターユニット及びクリ
ーンルームに関する発明は、間引き運転されるＦＦＵを
有する時に、間引き個所の清浄度を向上させることに関
する発明であり、圧力損失量を減少させることに対する
検討はされていない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、クリーンルームの空調装置におい
て、通過する空気を浄化する空気浄化部と、通過する空
気を冷却する複数の冷却ユニットと通過する空気を冷却
しない複数の非冷却ユニットを有する冷却部と、空気混
合部と、空気浄化部によって浄化された空気を、クリー
ンルーム、冷却部、空気混合部を経て空気浄化部へと循
環させる空気循環手段を有し、冷却部は、冷却部に入る
空気を複数の冷却ユニットを通過する空気と複数の非冷
却ユニットを通過する空気に分割する分割手段と、分割
手段によって分割された空気を複数の冷却ユニットを用
いて冷却する冷却手段を具備し、空気混合部は、分割手
段と冷却手段によって分割され、冷却された空気を混合
する混合手段を有することを特徴とする空調装置を提供
する。
めに、本発明では、クリーンルームの空調装置におい
て、通過する空気を浄化する空気浄化部と、通過する空
気を冷却する複数の冷却ユニットと通過する空気を冷却
しない複数の非冷却ユニットを有する冷却部と、空気混
合部と、空気浄化部によって浄化された空気を、クリー
ンルーム、冷却部、空気混合部を経て空気浄化部へと循
環させる空気循環手段を有し、冷却部は、冷却部に入る
空気を複数の冷却ユニットを通過する空気と複数の非冷
却ユニットを通過する空気に分割する分割手段と、分割
手段によって分割された空気を複数の冷却ユニットを用
いて冷却する冷却手段を具備し、空気混合部は、分割手
段と冷却手段によって分割され、冷却された空気を混合
する混合手段を有することを特徴とする空調装置を提供
する。
【００１２】また、上記の空調装置において、空気浄化
部は通過する空気に風圧を加える加圧手段をさらに有す
ることも可能である。さらに、上記の空調装置におい
て、空気浄化部は空気を取り込み、フィルタに空気を送
るファンと、通過する空気を浄化するフィルタとを具備
するファン・フィルタ・ユニット（ＦＦＵ）からなるこ
とも可能である。更に加えて、上記の空調装置におい
て、複数の冷却ユニットは、冷却装置と、冷却装置に空
気を送る送風装置とからなることも可能である。さて、
上記の空調装置において、複数の冷却ユニットは、冷却
装置と、冷却装置に空気を送る送風装置とからなり、送
風装置は、循環する空気の温度を測定する温度測定手段
を有し、温度測定手段によって測定された循環する空気
の温度と、あらかじめ定められた温度との差異に応じ
て、冷却装置へ送る空気の量を制御する制御手段を具備
することが可能である。
部は通過する空気に風圧を加える加圧手段をさらに有す
ることも可能である。さらに、上記の空調装置におい
て、空気浄化部は空気を取り込み、フィルタに空気を送
るファンと、通過する空気を浄化するフィルタとを具備
するファン・フィルタ・ユニット（ＦＦＵ）からなるこ
とも可能である。更に加えて、上記の空調装置におい
て、複数の冷却ユニットは、冷却装置と、冷却装置に空
気を送る送風装置とからなることも可能である。さて、
上記の空調装置において、複数の冷却ユニットは、冷却
装置と、冷却装置に空気を送る送風装置とからなり、送
風装置は、循環する空気の温度を測定する温度測定手段
を有し、温度測定手段によって測定された循環する空気
の温度と、あらかじめ定められた温度との差異に応じ
て、冷却装置へ送る空気の量を制御する制御手段を具備
することが可能である。
【００１３】また、上記の空調装置において、冷却部
は、複数の空気調和機と、冷却部に入る空気を複数の冷
却ユニットを通過する空気と、複数の非冷却ユニットを
通過する空気と、複数の空気調和機を通過する空気に分
割する分割手段をさらに具備し、空気調和機は、循環す
る空気の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段
によって測定された循環する空気の温度が、定められた
温度との差異に応じて、空気調和機を通過する空気の温
度および湿度を調節する調節手段をさらに具備し、空気
混合部は、分割手段と冷却手段によって分割され、冷却
され、温度および湿度を調節された空気を混合する混合
手段をさらに具備することが可能である。さらに、上記
の空調装置において、空気浄化部は通過する空気に風圧
を加える加圧手段をさらに有する冷却部は、冷却部に入
る空気に風圧を加える加圧手段をさらに有し、空気循環
手段は、加圧手段によって加えられる風圧と、加圧手段
によって加えられる風圧とを制御する制御手段をさらに
有することも可能である
は、複数の空気調和機と、冷却部に入る空気を複数の冷
却ユニットを通過する空気と、複数の非冷却ユニットを
通過する空気と、複数の空気調和機を通過する空気に分
割する分割手段をさらに具備し、空気調和機は、循環す
る空気の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段
によって測定された循環する空気の温度が、定められた
温度との差異に応じて、空気調和機を通過する空気の温
度および湿度を調節する調節手段をさらに具備し、空気
混合部は、分割手段と冷却手段によって分割され、冷却
され、温度および湿度を調節された空気を混合する混合
手段をさらに具備することが可能である。さらに、上記
の空調装置において、空気浄化部は通過する空気に風圧
を加える加圧手段をさらに有する冷却部は、冷却部に入
る空気に風圧を加える加圧手段をさらに有し、空気循環
手段は、加圧手段によって加えられる風圧と、加圧手段
によって加えられる風圧とを制御する制御手段をさらに
有することも可能である
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ）
は、本発明によるクリーンルームの空調装置の第１の実
施の形態を示し、（ａ）が正面断面図、（ｂ）が側面断
面図を示す。本実施形態によると、天井面にＦＦＵ１
１、床下１３にファン１５１と冷却コイル１５２から構
成される冷却ユニット１５とバイパスユニット１６から
なる冷却部１４を持つクリーンルームを構成する。ここ
で冷却部１４に配置されるバイパスユニット１６のおの
おのが有する幅を自由に変化させることが可能である。
天井面には、冷却コイル１５２を除く空気循環に伴う圧
力損失を補う風圧を与えるＦＦＵ１１を設置し、床下の
冷却ユニット１５のファン１５１には冷却コイル１５２
を通過するための圧力損失を補う風圧を与える。
て図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ）
は、本発明によるクリーンルームの空調装置の第１の実
施の形態を示し、（ａ）が正面断面図、（ｂ）が側面断
面図を示す。本実施形態によると、天井面にＦＦＵ１
１、床下１３にファン１５１と冷却コイル１５２から構
成される冷却ユニット１５とバイパスユニット１６から
なる冷却部１４を持つクリーンルームを構成する。ここ
で冷却部１４に配置されるバイパスユニット１６のおの
おのが有する幅を自由に変化させることが可能である。
天井面には、冷却コイル１５２を除く空気循環に伴う圧
力損失を補う風圧を与えるＦＦＵ１１を設置し、床下の
冷却ユニット１５のファン１５１には冷却コイル１５２
を通過するための圧力損失を補う風圧を与える。
【００１５】次に、本発明における空調循環経路につい
て図１を参照して詳細に説明する。天井面に設置したＦ
ＦＵ１１により吹き出された空気は、クリーンルーム室
内１２を通り、アクセス床（記載せず）を通り、床下１
３に入る。アクセス床（記載せず）は空気を通過させる
ことが可能である穴を有する。床下１３に入った空気
は、冷却部１４に入り、一部が冷却ユニット１５を通
過、残りはバイパスユニット１６を通過する。冷却ユニ
ット１５を通過した空気とバイパスユニット１６を通過
した空気は、レタンシャフト１７で混合されてＦＦＵ１
１に戻される。
て図１を参照して詳細に説明する。天井面に設置したＦ
ＦＵ１１により吹き出された空気は、クリーンルーム室
内１２を通り、アクセス床（記載せず）を通り、床下１
３に入る。アクセス床（記載せず）は空気を通過させる
ことが可能である穴を有する。床下１３に入った空気
は、冷却部１４に入り、一部が冷却ユニット１５を通
過、残りはバイパスユニット１６を通過する。冷却ユニ
ット１５を通過した空気とバイパスユニット１６を通過
した空気は、レタンシャフト１７で混合されてＦＦＵ１
１に戻される。
【００１６】本発明における消費電力の低減量を以下の
条件において算出する。まず、本発明における空調循環
経路について、天井面に設置したＦＦＵ１１により吹き
出された空気は、クリーンルーム室内１２を通り、アク
セス床（記載せず）を通り、床下１３に入る。アクセス
床（記載せず）は空気を通過させることが可能である穴
を有する。床下１３に入った空気は、冷却部１４に入
り、一部が冷却ユニット１５を通過、残りはバイパスユ
ニット１６を通過する。冷却ユニット１５を通過した空
気とバイパスユニット１６を通過した空気は、レタンシ
ャフト１７で混合されてＦＦＵ１１に戻される。
条件において算出する。まず、本発明における空調循環
経路について、天井面に設置したＦＦＵ１１により吹き
出された空気は、クリーンルーム室内１２を通り、アク
セス床（記載せず）を通り、床下１３に入る。アクセス
床（記載せず）は空気を通過させることが可能である穴
を有する。床下１３に入った空気は、冷却部１４に入
り、一部が冷却ユニット１５を通過、残りはバイパスユ
ニット１６を通過する。冷却ユニット１５を通過した空
気とバイパスユニット１６を通過した空気は、レタンシ
ャフト１７で混合されてＦＦＵ１１に戻される。
【００１７】従来技術による空調装置は、冷却部に入っ
た空気は全量冷却コイルを通過する。この時に、ＦＦＵ
１１においてフィルタ通過静圧が必要である。また、ア
クセス床、床下、バイパスユニット、冷却コイル、レタ
ンシャフトには通過圧力損失がそれぞれ発生する。空気
を循環させるためには、循環系におけるフィルタ通過静
圧と圧力損失量の合計を補う風圧が必要である。従来技
術による空調装置は、空気を循環するためにフィルタ通
過静圧と、アクセス床、床下、冷却コイル、レタンシャ
フトの通過圧力損失の和で示される圧力が必要である。
た空気は全量冷却コイルを通過する。この時に、ＦＦＵ
１１においてフィルタ通過静圧が必要である。また、ア
クセス床、床下、バイパスユニット、冷却コイル、レタ
ンシャフトには通過圧力損失がそれぞれ発生する。空気
を循環させるためには、循環系におけるフィルタ通過静
圧と圧力損失量の合計を補う風圧が必要である。従来技
術による空調装置は、空気を循環するためにフィルタ通
過静圧と、アクセス床、床下、冷却コイル、レタンシャ
フトの通過圧力損失の和で示される圧力が必要である。
【００１８】本発明における空調装置は、循環する空気
量を分割し、一方の空気を循環するためにフィルタ通過
静圧と、アクセス床、床下、冷却コイル、レタンシャフ
トの通過圧力損失の和で示される圧力が必要な第１の循
環系と、他方の空気を循環するためにフィルタ通過静圧
と、アクセス床、床下、バイパスユニット、レタンシャ
フトの通過圧力損失の和で示される圧力が必要な第２の
循環系を有し、それぞれで必要とされる圧力の和でもっ
て空気を循環するための圧力を必要とする。
量を分割し、一方の空気を循環するためにフィルタ通過
静圧と、アクセス床、床下、冷却コイル、レタンシャフ
トの通過圧力損失の和で示される圧力が必要な第１の循
環系と、他方の空気を循環するためにフィルタ通過静圧
と、アクセス床、床下、バイパスユニット、レタンシャ
フトの通過圧力損失の和で示される圧力が必要な第２の
循環系を有し、それぞれで必要とされる圧力の和でもっ
て空気を循環するための圧力を必要とする。
【００１９】さて、以下の条件において、従来技術と本
発明における消費電力の低減量の割合をを計算する。 １．初期条件 クリーンルーム室内の床面積 6000ｍ２ 室内冷却負荷 2,700,000kcal/h 循環風量 3,000,000ｍ３/h ＦＦＵ（フィルタ通過静圧 １０mmAq） アクセス床（通過圧力損失 ２mmAq） 床下（通過圧力損失 ２mmAq） バイパス部（通過圧力損失 ２mmAq） 冷却コイル（通過圧力損失 ５mmAq） レタンシャフト（通過圧力損失 １mmAq） また、定数として、 １ｍ３の空気の比重 1.2kg/m3（気温２０度） 空気１kgの比熱 0.24kcal/m3 ファンの動力１kwが行う仕事量 102mmAq/kw ファンの効率 0.4 とする。
発明における消費電力の低減量の割合をを計算する。 １．初期条件 クリーンルーム室内の床面積 6000ｍ２ 室内冷却負荷 2,700,000kcal/h 循環風量 3,000,000ｍ３/h ＦＦＵ（フィルタ通過静圧 １０mmAq） アクセス床（通過圧力損失 ２mmAq） 床下（通過圧力損失 ２mmAq） バイパス部（通過圧力損失 ２mmAq） 冷却コイル（通過圧力損失 ５mmAq） レタンシャフト（通過圧力損失 １mmAq） また、定数として、 １ｍ３の空気の比重 1.2kg/m3（気温２０度） 空気１kgの比熱 0.24kcal/m3 ファンの動力１kwが行う仕事量 102mmAq/kw ファンの効率 0.4 とする。
【００２０】２．本発明におけるバイパス風量 本実施例において、 2,700,000／（(1.2×0.24)×９℃）≒1,000,000ｍ３/h
（冷却に必要な風量） 3,000,000ｍ３/h−1,000,000ｍ３/h=2,000,000ｍ３/h
（バイパス風量） ３．従来技術と本発明における消費電力 従来例によると、循環空気全量が冷却コイルを通過する
ことより、消費電力量は、 （3,000,000×20）／（102×60×60×0.4）=408.5KW 本実施例によると、冷却コイルを通過する風量は、1,00
0,000ｍ３/hより、消費電力量は、 （1,000,000×20）／（102×60×60×0.4）=136.2KW バイパスユニットを通過する風量は、2,000,000ｍ３/h
より、消費電力量は、 （2,000,000×17）／（102×60×60×0.4）=231.5KW よって、必要電力量は、 136.2KW＋231.5KW=367.7KW 従来例と本実施例との消費電力差は、 408.5KW−367.7KW=40.8KW となり、従来比約１０％の効率化が可能である。
（冷却に必要な風量） 3,000,000ｍ３/h−1,000,000ｍ３/h=2,000,000ｍ３/h
（バイパス風量） ３．従来技術と本発明における消費電力 従来例によると、循環空気全量が冷却コイルを通過する
ことより、消費電力量は、 （3,000,000×20）／（102×60×60×0.4）=408.5KW 本実施例によると、冷却コイルを通過する風量は、1,00
0,000ｍ３/hより、消費電力量は、 （1,000,000×20）／（102×60×60×0.4）=136.2KW バイパスユニットを通過する風量は、2,000,000ｍ３/h
より、消費電力量は、 （2,000,000×17）／（102×60×60×0.4）=231.5KW よって、必要電力量は、 136.2KW＋231.5KW=367.7KW 従来例と本実施例との消費電力差は、 408.5KW−367.7KW=40.8KW となり、従来比約１０％の効率化が可能である。
【００２１】また、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。図２（ａ），（ｂ）
は、本発明によるクリーンルームの空調装置の第２の実
施の形態を示し、（ａ）が正面断面図、（ｂ）が側面断
面図を示す。
図面を参照して詳細に説明する。図２（ａ），（ｂ）
は、本発明によるクリーンルームの空調装置の第２の実
施の形態を示し、（ａ）が正面断面図、（ｂ）が側面断
面図を示す。
【００２２】本実施形態によると、天井面にＦＦＵ２
１、床下２４に可変風量装置２６１と冷却コイル２６２
から構成される冷却ユニット２６とバイパスユニット２
７からなる冷却部２５を持つクリーンルームを構成す
る。ここで冷却部２５に配置されるバイパスユニット２
６のおのおのが有する幅を自由に変化させることが可能
である。天井面には、冷却コイル２６２を除く空気循環
に伴う圧力損失を補う風圧を与えるＦＦＵ２１を設置
し、床下の冷却ユニット２６の可変風量装置２６１には
冷却コイル２６２を通過するための圧力損失を補う風圧
を与える。この可変風量装置２６１は、クリーンルーム
室内２２の温度を測定する温度測定部を有し、クリーン
ルーム室内２２の温度を温度測定部で測定し、測定され
た温度に応じてバイパスユニット２７への風量を調整す
る。内部発熱と室内清浄度を比較し、室内清浄度により
循環風量が決まる場合に、冷却コイル２６１に必要冷却
量を満たす空気量のみを通過させることにより、空気循
環に必要な電力量のさらなる効率化が可能である。
１、床下２４に可変風量装置２６１と冷却コイル２６２
から構成される冷却ユニット２６とバイパスユニット２
７からなる冷却部２５を持つクリーンルームを構成す
る。ここで冷却部２５に配置されるバイパスユニット２
６のおのおのが有する幅を自由に変化させることが可能
である。天井面には、冷却コイル２６２を除く空気循環
に伴う圧力損失を補う風圧を与えるＦＦＵ２１を設置
し、床下の冷却ユニット２６の可変風量装置２６１には
冷却コイル２６２を通過するための圧力損失を補う風圧
を与える。この可変風量装置２６１は、クリーンルーム
室内２２の温度を測定する温度測定部を有し、クリーン
ルーム室内２２の温度を温度測定部で測定し、測定され
た温度に応じてバイパスユニット２７への風量を調整す
る。内部発熱と室内清浄度を比較し、室内清浄度により
循環風量が決まる場合に、冷却コイル２６１に必要冷却
量を満たす空気量のみを通過させることにより、空気循
環に必要な電力量のさらなる効率化が可能である。
【００２３】本発明の第３の実施の形態について図面を
参照して詳細に説明する。図３（ａ），（ｂ）は、本発
明によるクリーンルームの空調装置及びその空調方法の
第３の実施の形態を示し、（ａ）が正面断面図、（ｂ）
が側面断面図を示す。
参照して詳細に説明する。図３（ａ），（ｂ）は、本発
明によるクリーンルームの空調装置及びその空調方法の
第３の実施の形態を示し、（ａ）が正面断面図、（ｂ）
が側面断面図を示す。
【００２４】本実施形態によると、天井面にＦＦＵ３
１、床下３４に可変風量装置３６１と冷却コイル３６２
から構成される冷却ユニット３６又は空気調和機３８と
バイパスユニット３７とからなる冷却部３５を持つクリ
ーンルームを構成する。ここで冷却部３５に配置される
バイパスユニット３７のおのおのが有する幅を自由に変
化させることが可能である。天井面には、冷却コイル３
６２を除く空気循環に伴う圧力損失を補う風圧を与える
ＦＦＵ３１を設置し、床下の冷却ユニット３６の可変風
量装置３６１には冷却コイル３６２を通過するための圧
力損失を補う風圧を与える。この可変風量装置３６１
は、クリーンルーム室内３２の温度を測定する温度測定
部を有し、クリーンルーム室内３２の温度を温度測定部
で測定し、測定された温度に応じてバイパスユニット３
７への風量を調整する。また、空気調和機３８はクリー
ンルーム室内３２の温度と湿度を測定する測定部を有
し、クリーンルーム室内３２の温度と湿度を測定部で測
定し、測定された温度と湿度に対して定められた温度と
湿度の範囲内に収まるように調整する。内部発熱と室内
清浄度を比較し、室内清浄度により循環風量が決まる場
合に、冷却コイル３６１または空気調和機３８に必要冷
却量を満たす空気量のみを通過させることにより、空気
循環に必要な電力量のさらなる効率化が可能である。さ
らに温度測定部と測定部により測定された温度や湿度に
応じて可変風量装置３６１と空気調和機３８を同時に制
御することにより、更なる効率化も可能である。
１、床下３４に可変風量装置３６１と冷却コイル３６２
から構成される冷却ユニット３６又は空気調和機３８と
バイパスユニット３７とからなる冷却部３５を持つクリ
ーンルームを構成する。ここで冷却部３５に配置される
バイパスユニット３７のおのおのが有する幅を自由に変
化させることが可能である。天井面には、冷却コイル３
６２を除く空気循環に伴う圧力損失を補う風圧を与える
ＦＦＵ３１を設置し、床下の冷却ユニット３６の可変風
量装置３６１には冷却コイル３６２を通過するための圧
力損失を補う風圧を与える。この可変風量装置３６１
は、クリーンルーム室内３２の温度を測定する温度測定
部を有し、クリーンルーム室内３２の温度を温度測定部
で測定し、測定された温度に応じてバイパスユニット３
７への風量を調整する。また、空気調和機３８はクリー
ンルーム室内３２の温度と湿度を測定する測定部を有
し、クリーンルーム室内３２の温度と湿度を測定部で測
定し、測定された温度と湿度に対して定められた温度と
湿度の範囲内に収まるように調整する。内部発熱と室内
清浄度を比較し、室内清浄度により循環風量が決まる場
合に、冷却コイル３６１または空気調和機３８に必要冷
却量を満たす空気量のみを通過させることにより、空気
循環に必要な電力量のさらなる効率化が可能である。さ
らに温度測定部と測定部により測定された温度や湿度に
応じて可変風量装置３６１と空気調和機３８を同時に制
御することにより、更なる効率化も可能である。
【００２５】
【発明の効果】本発明における第１の効果は、空調消費
電力量の低減である。その理由は、空調循環系における
冷却コイルの圧力損失を、バイパス部を作ることにより
空調循環経路における圧力損失の中の冷却コイル通過圧
力損失を軽減できる。冷却コイルを通過せずバイパスさ
れた空気は、コイルによる圧力損失が発生しないので、
消費電力を削減できるからである。また、ファン付冷却
コイルを可変風量することにより、さらなる消費電力の
低減を図ることができる。
電力量の低減である。その理由は、空調循環系における
冷却コイルの圧力損失を、バイパス部を作ることにより
空調循環経路における圧力損失の中の冷却コイル通過圧
力損失を軽減できる。冷却コイルを通過せずバイパスさ
れた空気は、コイルによる圧力損失が発生しないので、
消費電力を削減できるからである。また、ファン付冷却
コイルを可変風量することにより、さらなる消費電力の
低減を図ることができる。
【００２６】本発明における第２の効果は、建設コスト
の低減である。その理由は、冷却部を冷却コイルのみ設
置するのではなく、一部をバイパスユニットまたは空気
調和機にすることにより、冷却コイルの設置面積を少な
くすることができるからである。さらに、バイパスユニ
ットの有する幅を自由に変化させることが可能であるこ
とから、冷却部のレイアウトの自由度を高めることが可
能である。
の低減である。その理由は、冷却部を冷却コイルのみ設
置するのではなく、一部をバイパスユニットまたは空気
調和機にすることにより、冷却コイルの設置面積を少な
くすることができるからである。さらに、バイパスユニ
ットの有する幅を自由に変化させることが可能であるこ
とから、冷却部のレイアウトの自由度を高めることが可
能である。
【図１】本発明の空調装置を示す図であり、（ａ）は正
面断面図、（ｂ）は側面断面図である。
面断面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例による空調装置を示す図
であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図であ
る。
であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図であ
る。
【図３】本発明の第３の実施例による空調装置を示す図
であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図であ
る。
であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図であ
る。
【図４】従来の空調装置を示す図であり、（ａ）は正面
断面図、（ｂ）は側面断面図である。
断面図、（ｂ）は側面断面図である。
１１ ＦＦＵ １２ クリーンルーム室内 １３ 床下 １４ 冷却部 １５ 冷却ユニット １６ バイパスユニット １７ レタンシャフト ２１ ＦＦＵ ２２ クリーンルーム室内 ２３ アクセス床 ２４ 床下 ２５ 冷却部 ２６ 冷却ユニット ２７ バイパスユニット ２８ レタンシャフト ３１ ＦＦＵ ３２ クリーンルーム室内 ３３ アクセス床 ３４ 床下 ３５ 冷却部 ３６ 冷却ユニット ３７ バイパスユニット ３８ 空気調和機 ３９ レタンシャフト ４１ ＦＦＵ ４２ クリーンルーム室内 ４３ 床下 ４４ 冷却コイル ４５ レタンシャフト １５１ ファン １５２ 冷却コイル ２６１ 可変風量装置 ２６２ 冷却コイル ３６１ 可変風量装置 ３６２ 冷却コイル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年５月７日（１９９９．５．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項８】 前記冷却部は、前記冷却部を通過する空
気に第２の風圧を加えて排出する加圧手段を有し、 前記空気浄化部によって浄化された空気を前記クリーン
ルーム、前記冷却部、前記空気混合部を経て前記空気浄
化部へと循環させるために、前記空気浄化部を通過する
空気に加えられる前記第１の風圧と、前記冷却部を通過
する空気に加えられる前記第２の風圧とが制御されるこ
とを特徴とする、 請求項２に記載の空調装置。 ─────────────────────────────────────────────────────
気に第２の風圧を加えて排出する加圧手段を有し、 前記空気浄化部によって浄化された空気を前記クリーン
ルーム、前記冷却部、前記空気混合部を経て前記空気浄
化部へと循環させるために、前記空気浄化部を通過する
空気に加えられる前記第１の風圧と、前記冷却部を通過
する空気に加えられる前記第２の風圧とが制御されるこ
とを特徴とする、 請求項２に記載の空調装置。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月１７日（１９９９．８．１
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (7)
- 【請求項１】 クリーンルームの空調装置において、 通過する空気を浄化する空気浄化部と、 通過する空気を冷却する複数の冷却ユニットと通過する
空気を冷却しない複数の非冷却ユニットを有する冷却部
と、 空気混合部と、 前記空気浄化部によって浄化された第１の空気を、前記
クリーンルーム、前記冷却部、前記空気混合部を経て前
記空気浄化部へと循環させる空気循環手段を有し、 前記冷却部は、 冷却部に入る前記第１の空気を前記複数の冷却ユニット
を通過する第２の空気と前記複数の非冷却ユニットを通
過する第３の空気に分割する分割手段と、 前記分割手段によって分割された第２の空気を前記複数
の冷却ユニットを用いて冷却する冷却手段を具備し、 前記空気混合部は、 前記分割手段と前記冷却手段によって分割され、冷却さ
れた前記第２の空気と前記第３の空気を混合する混合手
段を有することを特徴とする空調装置。 - 【請求項２】 前記空気浄化部は、 通過する空気に風圧を加える第１の加圧手段をさらに有
する請求項１に記載の空調装置。 - 【請求項３】 前記空気浄化部は、 空気を取り込み、フィルタに前記空気を送る第１のファ
ンと、 通過する空気を浄化する前記フィルタとを具備するファ
ン・フィルタ・ユニットからなる請求項１または２に記
載の空調装置。 - 【請求項４】 前記複数の冷却ユニットは、 冷却装置と、 前記冷却装置に前記第２の空気を送る送風装置とからな
る請求項１から３のいずれかに記載の空調装置。 - 【請求項５】 前記送風装置は、 循環する空気の温度を測定する第１の温度測定手段を有
し、 前記第１の温度測定手段によって測定された前記循環す
る空気の温度と、あらかじめ定められた温度との差異に
応じて、前記冷却装置へ送る前記第２の空気の量を制御
する制御手段を具備する請求項４に記載の空調装置。 - 【請求項６】 前記冷却部は、 複数の空気調和機と、 冷却部に入る前記第１の空気を前記複数の冷却ユニット
を通過する第２の空気と、前記複数の非冷却ユニットを
通過する第３の空気と、前記複数の空気調和機を通過す
る第４の空気に分割する分割手段をさらに具備し、 前記空気調和機は、 前記循環する空気の温度を測定する第２の温度測定手段
と、 前記第２の温度測定手段によって測定された前記循環す
る空気の温度が、定められた温度との差異に応じて、前
記空気調和機を通過する第４の空気の温度および湿度を
調節する調節手段をさらに具備し、 前記空気混合部は、 前記分割手段と前記冷却手段によって分割され、冷却さ
れ、温度および湿度を調節された前記第２の空気と前記
第３の空気と前記第４の空気を混合する混合手段をさら
に具備する請求項１から５のいずれかに記載の空調装
置。 - 【請求項７】 前記冷却部は、前記冷却部に入る前記第
１の空気に風圧を加える第２の加圧手段をさらに有し、 前記空気循環手段は、前記第１の加圧手段によって加え
られる第１の風圧と、前記第２の加圧手段によって加え
られる第２の風圧とを制御する制御手段をさらに有する
請求項２に記載の空調装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10179336A JP3092705B2 (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 空調装置 |
| EP99110807A EP0967445A3 (en) | 1998-06-25 | 1999-06-04 | Air conditioning apparatus with reducing pressure loss in air circulation |
| US09/333,968 US6151903A (en) | 1998-06-25 | 1999-06-16 | Air conditioning apparatus and air conditioning method for reducing electric power consumption by reducing pressure loss in circulation air |
| KR1019990023841A KR100355629B1 (ko) | 1998-06-25 | 1999-06-23 | 순환공기의 압력손실을 줄여 전력소비를 저감하는 공조장치와 공조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10179336A JP3092705B2 (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 空調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000018677A true JP2000018677A (ja) | 2000-01-18 |
| JP3092705B2 JP3092705B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=16064066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10179336A Expired - Fee Related JP3092705B2 (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 空調装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6151903A (ja) |
| EP (1) | EP0967445A3 (ja) |
| JP (1) | JP3092705B2 (ja) |
| KR (1) | KR100355629B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6574970B2 (en) | 2000-02-18 | 2003-06-10 | Toc Technology, Llc | Computer room air flow method and apparatus |
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