JP2013134015A - Clean room facility, air volume control device, and air volume control method - Google Patents

Clean room facility, air volume control device, and air volume control method Download PDF

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Masayoshi Sakuma
正芳 佐久間
Itsushi Fukui
伊津志 福井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide clean room facilities, an air volume control device, and an air volume control method that can save energy more than before.SOLUTION: There are provided clean room facilities 100 that include a clean room 50 and can control an air volume of air supplied to the clean room 50, the clean room facilities including a dust sensor 12 for measuring the number of pieces of dust in the clean room 50, a temperature sensor 13 for measuring the temperature in the clean room 50, a fan 15 for supplying air into the clean room 50, and an air volume control section 14 for determining the air volume of air supplied into the clean room 50 based upon the number of pieces of dust in the clean room 50 measured by the dust sensor 12 and the temperature in the clean room 50 measured by the temperature sensor 13, and controls the fan 15 so as to obtain the determined air volume.

Description

本発明は、クリーンルーム設備、風量制御装置及び風量制御方法に関する。   The present invention relates to a clean room facility, an air volume control device, and an air volume control method.

バイロジカルクリーンルームや半導体製造用クリーンルーム等のクリーンルームは、清浄な環境が要求される用途に利用されている。このようなクリーンルームの具体的な構成を図7に示す。図7に示すように、従来のクリーンルーム設備200は、主に、作業者が作業を行うクリーンルーム50と、クリーンルーム50に設けられるファンフィルタユニット(FFU)15と、ドライコイル(D/C)3と、を備えている。クリーンルーム50内には、例えば半導体等を生産する製造装置11が設置されている。また、クリーンルーム50の床はメッシュ状のグレーチング2が設けられている。   Clean rooms such as biological clean rooms and semiconductor manufacturing clean rooms are used for applications requiring a clean environment. A specific configuration of such a clean room is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the conventional clean room facility 200 mainly includes a clean room 50 in which an operator works, a fan filter unit (FFU) 15 provided in the clean room 50, and a dry coil (D / C) 3. It is equipped with. In the clean room 50, for example, a manufacturing apparatus 11 for producing semiconductors and the like is installed. The floor of the clean room 50 is provided with a mesh-like grating 2.

そして、このような構成を有するクリーンルーム設備200においては、図7の白抜き矢印の方向に風が通流する。この風の流れは、ファンフィルタユニット15に備えられたファン(図示しない)によって生じるものである。具体的なエアの流れとしては、ファンフィルタユニット15から供給される清浄で温度が制御されたエアは、製造装置11等から発生した塵埃及び熱を、グレーチング2を通過させてクリーンルーム50の室外に排出させる。これにより、クリーンルーム50内は清浄に維持され、また、室内の温度が制御される。   And in the clean room equipment 200 which has such a structure, a wind flows in the direction of the white arrow of FIG. This wind flow is generated by a fan (not shown) provided in the fan filter unit 15. As a specific air flow, the clean and temperature-controlled air supplied from the fan filter unit 15 allows dust and heat generated from the manufacturing apparatus 11 and the like to pass outside the clean room 50 through the grating 2. Let it drain. Thereby, the inside of the clean room 50 is kept clean, and the indoor temperature is controlled.

そして、クリーンルーム50の室外に排出された塵埃及び熱を含むエアは、ドライコイル3によって熱が除去されて冷却される。その後、依然として塵埃を含むエアは、クリーンルーム50の外を上方に向かう。そして、ファンフィルタユニット15に備えられるHEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter;図示しない)により塵埃が除去された後、塵埃除去後のエアが再度クリーンルーム50内に供給される。これらの制御は、図示しない制御コントローラにより行われる。このように、クリーンルーム設備200においては、エアがクリーンルーム50内外を循環している。しかも、クリーンルーム50に供給されるエアは、清浄であるとともに、その温度が制御されたものである。   The air containing the dust and heat discharged outside the clean room 50 is cooled by removing heat from the dry coil 3. Thereafter, the air that still contains dust moves upward outside the clean room 50. Then, after dust is removed by a HEPA filter (High Efficiency Particulate Air Filter; not shown) provided in the fan filter unit 15, the air after dust removal is supplied into the clean room 50 again. These controls are performed by a control controller (not shown). Thus, in the clean room facility 200, air circulates inside and outside the clean room 50. Moreover, the air supplied to the clean room 50 is clean and its temperature is controlled.

そして、このような技術に関連して、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。   In relation to such a technique, for example, a technique described in Patent Document 1 is known.

特許第3276587号公報Japanese Patent No. 3,276,587

従来のクリーンルーム設備200においては、クリーンルーム50内に設置された製造装置11から発生する熱や塵埃量を、設備の設置前に正確に把握することが難しい。そのため、確実に塵埃及び熱を室外に排出する観点から、ファンフィルタユニット15により室内に供給されるエアの量が多めに設定されていることが多い。従って、所定の基準よりも清浄度が高くなるように設計されていることが多い。即ち、クリーンルーム50内が過度に清浄になっていることが多い。   In the conventional clean room facility 200, it is difficult to accurately grasp the heat and dust generated from the manufacturing apparatus 11 installed in the clean room 50 before installing the facility. Therefore, from the viewpoint of reliably discharging dust and heat to the outside, the amount of air supplied to the room by the fan filter unit 15 is often set to be large. Therefore, it is often designed so that the degree of cleanliness is higher than a predetermined standard. That is, the clean room 50 is often excessively clean.

さらには、従来のクリーンルーム設備200においては、製造装置11の運転が停止され、塵埃及び熱の発生量が抑えられている状態でも、一定の風量でファンフィルタユニット15が運転される。その結果、必要以上にファンフィルタユニット15が運転している状態となっており、エネルギを無駄に消費している。また、前記した特許文献1に記載の技術においても、無駄なエネルギの消費については考慮されていない。   Furthermore, in the conventional clean room facility 200, the fan filter unit 15 is operated with a constant air volume even when the operation of the manufacturing apparatus 11 is stopped and the generation amount of dust and heat is suppressed. As a result, the fan filter unit 15 is operating more than necessary, and energy is wasted. Further, even in the technique described in Patent Document 1, useless energy consumption is not considered.

本発明は前記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来よりも省エネルギ可能なクリーンルーム設備、風量制御装置及び風量制御方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said subject, The objective is to provide the clean room installation, air volume control apparatus, and air volume control method which can save energy conventionally.

本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、クリーンルーム内に存在する塵埃量及びクリーンルーム内の温度に応じてクリーンルームに供給される清浄なエアの量を変更することで前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have solved the above problems by changing the amount of clean air supplied to the clean room in accordance with the amount of dust present in the clean room and the temperature in the clean room. The present invention has been completed by finding out what can be done.

本発明によれば、従来よりも省エネルギ可能なクリーンルーム設備、風量制御装置及び風量制御方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the clean room equipment, air volume control apparatus, and air volume control method which can be energy-saving than before can be provided.

本実施形態のクリーンルーム設備を説明する図である。It is a figure explaining the clean room equipment of this embodiment. 本実施形態の風量制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the air volume control method of this embodiment. クリーンルーム内に存在する実際の塵埃数と、塵埃センサによって計測される計測値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the actual number of dust which exists in a clean room, and the measured value measured by a dust sensor. クリーンルームにおける、各クラスで許容される塵埃数を示す図である。It is a figure which shows the number of dusts permitted in each class in a clean room. 各風量パターンでの運転時の塵埃数についての計測値及び推定値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the measured value and estimated value about the number of dust at the time of the driving | operation by each air volume pattern. 本実施形態のクリーンルーム設備についての変更例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change about the clean room installation of this embodiment. 従来のクリーンルーム設備を説明する図である。It is a figure explaining the conventional clean room equipment.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(本実施形態)を説明する。はじめに、本実施形態のクリーンルーム設備100及び制御コントローラ(風量制御装置)14の構成を説明する。その後、風量制御装置14による、クリーンルーム設備100における風量制御方法を説明する。なお、図7を参照しながら前記した各手段と同様のものは同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Hereinafter, a form (this embodiment) for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the clean room facility 100 and the controller (air volume control device) 14 of the present embodiment will be described. Then, the air volume control method in the clean room equipment 100 by the air volume control apparatus 14 is demonstrated. 7 that are the same as those described above with reference to FIG. 7 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

<構成>
まず、図1に示すように、クリーンルーム設備100は、二つのクリーンルーム50a,50bを備えて構成されている。従って、クリーンルーム50a,50bのそれぞれにおいてファンフィルタユニット15a,15bを制御することで、クリーンルーム50a,50bに供給される風量を独立に制御可能になっている。そして、それぞれの領域で行われる風量制御の方法は同様であるため、本実施形態の説明の簡略化のために、以下の説明では単一の符号を用いて説明する。具体的には例えば、「二つのクリーンルーム50a,50b」をまとめ、「クリーンルーム50」と記載して本実施形態を説明する。
<Configuration>
First, as shown in FIG. 1, the clean room facility 100 includes two clean rooms 50a and 50b. Therefore, by controlling the fan filter units 15a and 15b in each of the clean rooms 50a and 50b, the air volume supplied to the clean rooms 50a and 50b can be controlled independently. And since the method of air volume control performed in each area | region is the same, in order to simplify description of this embodiment, it demonstrates using the single code | symbol in the following description. Specifically, for example, “two clean rooms 50a and 50b” are collectively described as “clean room 50”, and this embodiment will be described.

本実施形態のクリーンルーム設備100は、図1に示すように、クリーンルーム50(50a,50b)と、2台のドライコイル3と、を備えて構成される。クリーンルーム50には、例えば半導体の製造装置等の塵埃及び熱の発生源となる製造装置11(11a,11b)が備えられている。また、クリーンルーム50の床として、グレーチング2が設けられている。   As shown in FIG. 1, the clean room facility 100 according to this embodiment includes a clean room 50 (50a, 50b) and two dry coils 3. The clean room 50 includes a manufacturing apparatus 11 (11a, 11b) that is a source of dust and heat, such as a semiconductor manufacturing apparatus. Moreover, the grating 2 is provided as a floor of the clean room 50.

グレーチング2は、金属製のメッシュ状板である。グレーチング2がクリーンルーム50の床に設けられていることにより、クリーンルーム50からムラ無くエアを室外へ排出することができる。   The grating 2 is a metal mesh plate. By providing the grating 2 on the floor of the clean room 50, air can be discharged from the clean room 50 to the outside without any unevenness.

ドライコイル(D/C)3は、クリーンルーム50から排出されたエアが有する熱を除去するものである。即ち、ドライコイル3にクリーンルーム50から排出されたエアが供給されることで、エアの温度を低下させることができる。このようなドライコイル3は、例えば熱交換器等により構成される。   The dry coil (D / C) 3 is for removing heat of air discharged from the clean room 50. That is, when the air discharged from the clean room 50 is supplied to the dry coil 3, the temperature of the air can be lowered. Such a dry coil 3 is constituted by a heat exchanger or the like, for example.

また、クリーンルーム50には、クリーンルーム50内の塵埃数を計測する塵埃センサ12(12a,12b)と、クリーンルーム50内の温度を計測する温度センサ13(13a,13b)と、クリーンルーム50に清浄なエアを供給するファンフィルタユニット15(15a,15b)と、が備えられている。   The clean room 50 includes a dust sensor 12 (12a, 12b) for measuring the number of dust in the clean room 50, a temperature sensor 13 (13a, 13b) for measuring the temperature in the clean room 50, and clean air in the clean room 50. Fan filter unit 15 (15a, 15b).

さらに、クリーンルーム設備100は、制御コントローラ(風量制御装置)14を備えている。制御コントローラ14は、塵埃センサ12及び温度センサ13により計測される塵埃数及び温度の計測結果に基づいて供給風量を決定し、当該風量となるようにファンフィルタユニット15を制御する。また、制御コントローラ14は、塵埃センサ12、温度センサ13及びファンフィルタユニット15に対し、図示しない電気信号線を介して接続されている。   Further, the clean room facility 100 includes a control controller (air volume control device) 14. The controller 14 determines the supply air volume based on the dust count and temperature measurement results measured by the dust sensor 12 and the temperature sensor 13, and controls the fan filter unit 15 so as to obtain the air volume. The controller 14 is connected to the dust sensor 12, the temperature sensor 13, and the fan filter unit 15 via an electric signal line (not shown).

塵埃センサ12は、例えばパーティクルカウンタ等であり、クリーンルーム50内の塵埃数を計測する。また、温度センサ13は、例えばサーミスタ等であり、クリーンルーム50内の温度を計測する。いずれも、任意のものが適用可能である。制御コントローラ14は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)等を備えて構成される。   The dust sensor 12 is a particle counter or the like, for example, and measures the number of dust in the clean room 50. The temperature sensor 13 is a thermistor, for example, and measures the temperature in the clean room 50. Any of them can be applied. The controller 14 includes, for example, a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a hard disk drive (HDD), and the like.

制御コントローラ14は、入力ユニット141と、シミュレーションモジュール142と、設定出力モジュール143と、を備えて構成される。   The controller 14 includes an input unit 141, a simulation module 142, and a setting output module 143.

入力ユニット141は、前記した電気信号線を通じて、塵埃センサ12により計測されるクリーンルーム50内の塵埃数計測値と、温度センサ13により計測されるクリーンルーム50内の温度計測値とが、入力されるものである。そして、入力された各計測値は、後記するシミュレーションモジュール142に伝達される。   The input unit 141 receives the measured value of the number of dust in the clean room 50 measured by the dust sensor 12 and the measured value of the temperature in the clean room 50 measured by the temperature sensor 13 through the electric signal line. It is. Each input measurement value is transmitted to a simulation module 142 described later.

シミュレーションモジュール142は、入力ユニット141に入力された塵埃数計測値と温度計測値に基づき、クリーンルーム50に供給される風量を決定するものである。具体的な決定方法については、<風量制御方法>の項目において後記する。そして、決定された風量は、後記する設定出力モジュール143に伝達される。   The simulation module 142 determines the amount of air supplied to the clean room 50 based on the dust count measurement value and the temperature measurement value input to the input unit 141. A specific determination method will be described later in the section <Air volume control method>. Then, the determined air volume is transmitted to a setting output module 143 described later.

設定出力モジュール143は、前記のシミュレーションモジュール142により決定された風量となるように、ファンフィルタユニット15を制御するものである。具体的には、設定出力モジュール143は、決定された風量となるように、インバータ制御されるファン(詳細は後記する)の回転速度を制御するようになっている。これにより、シミュレーションモジュール142で決定された風量が、クリーンルーム50内に供給される。   The setting output module 143 controls the fan filter unit 15 so that the air volume determined by the simulation module 142 is obtained. Specifically, the setting output module 143 controls the rotational speed of a fan (details will be described later) controlled by an inverter so that the determined air volume is obtained. Thereby, the air volume determined by the simulation module 142 is supplied into the clean room 50.

ファンフィルタユニット15は、いずれも図示しないが、クリーンルーム50内に室外からエアを供給するためのファン、並びに、室外のエアから塵埃を除去するHEPAフィルタ等を備えて構成される。なお、本実施形態においては、ファンフィルタユニット15に備えられるファンは、インバータ制御されるものである。即ち、ファンの回転速度を低下させることで供給風量を減少させることができる。一方、ファンの回転速度を上昇させることで、供給風量を増加させることができる。   Although not shown, the fan filter unit 15 includes a fan for supplying air into the clean room 50 from the outside, a HEPA filter for removing dust from the outdoor air, and the like. In the present embodiment, the fan provided in the fan filter unit 15 is inverter-controlled. That is, the supply air volume can be reduced by reducing the rotation speed of the fan. On the other hand, the supply air volume can be increased by increasing the rotational speed of the fan.

<風量制御方法>
次に、前記の構成を有するクリーンルーム設備100における、制御コントローラ14による風量制御方法を図2〜図4を参照しながら説明する。なお、図2に示すフローは、特に指定しない限り、制御コントローラ14のシミュレーションモジュール142によって行われる。
<Air volume control method>
Next, an air volume control method by the controller 14 in the clean room facility 100 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. The flow shown in FIG. 2 is performed by the simulation module 142 of the controller 14 unless otherwise specified.

図2に、クリーンルーム50内の塵埃数及び温度に応じて風量制御を行う際のフローを示す。はじめに、塵埃センサ12がクリーンルーム50内の塵埃数を計測する。そして、塵埃数についての計測値が、制御コントローラ14の入力ユニット141に入力される(ステップS201)。入力ユニット141に入力された塵埃数(計測値)はシミュレーションモジュール142に伝達され、塵埃解析が行われる(ステップS202;塵埃数評価ステップ)。   FIG. 2 shows a flow when the air volume control is performed according to the number of dusts and the temperature in the clean room 50. First, the dust sensor 12 measures the number of dust in the clean room 50. And the measured value about the number of dust is input into the input unit 141 of the controller 14 (step S201). The number of dust (measured value) input to the input unit 141 is transmitted to the simulation module 142, and dust analysis is performed (step S202; dust number evaluation step).

ここで、塵埃解析について説明する。本実施形態においては、予め、クリーンルーム設備100の設置後にファンフィルタユニット15から供給されるエアについての気流解析が行われている。具体的には、気流解析によって、予め想定される風量の制御パターンの気流解析結果がデータベース(図3参照。詳細は後記する)化されている。   Here, the dust analysis will be described. In the present embodiment, an air flow analysis is performed in advance on the air supplied from the fan filter unit 15 after the clean room facility 100 is installed. Specifically, the airflow analysis result of the control pattern of the air volume assumed in advance is made into a database (see FIG. 3, details will be described later) by the airflow analysis.

即ち、塵埃センサ12により計測される塵埃数は、塵埃センサ12の設置場所で異なる結果を示す。つまり、塵埃センサ12の設置場所における清浄度と、クリーンルーム50内で特に清浄な環境が要求される位置における清浄度とは、必ずしも一致しないことになる。例えば、塵埃センサ12をファンフィルタユニット15からのエアが直接あたらない場所に設置すれば、エアによって塵埃が排出されにくいため、計測される塵埃数は多いものになる。一方、塵埃センサ12を、例えばファンフィルタユニット15の直下等のエアが直接あたる場所に設置すれば、エアによって塵埃はすぐに室外に排出されるため、計測される塵埃数は少ないものになる。   That is, the number of dusts measured by the dust sensor 12 shows different results depending on where the dust sensor 12 is installed. That is, the cleanliness at the place where the dust sensor 12 is installed does not necessarily match the cleanliness at a position in the clean room 50 where a particularly clean environment is required. For example, if the dust sensor 12 is installed in a place where the air from the fan filter unit 15 is not directly exposed, the dust is not easily discharged by the air, so that the number of measured dusts is large. On the other hand, if the dust sensor 12 is installed in a place that is directly exposed to air such as directly under the fan filter unit 15, the dust is immediately discharged to the outside by the air, so that the number of measured dusts is small.

また、塵埃センサ12の設置場所が同じ場合、ファンフィルタユニット15からのエア風量によって、計測される塵埃数が異なる。即ち、図3に示すように、エア風量が多い場合(風量パターン1)、クリーンルーム50内の実際の塵埃数に対する、計測される塵埃数の程度(図3に示すグラフの傾き)が大きくなる。一方、エア風量が少ない場合(風量パターン2や3)、このような程度は小さくなる。
なお、図3に示すグラフは、本実施形態を説明するために簡略化して記載したものである。従って、現実には異なるグラフになる。
Further, when the installation location of the dust sensor 12 is the same, the number of measured dusts varies depending on the air flow rate from the fan filter unit 15. That is, as shown in FIG. 3, when the air flow rate is large (air flow pattern 1), the degree of the measured dust count (the slope of the graph shown in FIG. 3) with respect to the actual dust count in the clean room 50 increases. On the other hand, when the air flow rate is small (air flow patterns 2 and 3), such a degree is small.
In addition, the graph shown in FIG. 3 is simplified and described for explaining the present embodiment. Therefore, it becomes a different graph in reality.

このように、風量の制御パターン(風量パターン)に応じて、塵埃センサ12により計測される塵埃数を補正することが重要である。換言すれば、塵埃センサ12によって計測されたクリーンルーム50内の塵埃数について、クリーンルーム50における気流解析の結果を用いて評価することが重要である。この補正(評価)により、塵埃数についての推定値が得られる。そして、このような補正を行う際に、図3に示すデータベースが重要となる。以上説明した解析が、前記した「塵埃解析」の具体的な内容である。   Thus, it is important to correct the number of dust measured by the dust sensor 12 in accordance with the control pattern of the air volume (air volume pattern). In other words, it is important to evaluate the number of dust in the clean room 50 measured by the dust sensor 12 using the result of the air flow analysis in the clean room 50. By this correction (evaluation), an estimated value for the number of dusts is obtained. When performing such correction, the database shown in FIG. 3 is important. The analysis described above is the specific content of the “dust analysis” described above.

そして、このように補正して得られた塵埃数(推定値)に基づき、クリーンルーム50内が清浄であるか否かを判断する(ステップS203;塵埃数判定ステップ)。具体的には、塵埃解析によって得られた塵埃数(推定値)が、所定の範囲内にあるか否かを判定する。なお、この「所定の範囲」における上限値は、クリーンルーム50内で許容可能な塵埃数の上限値となる。即ち、この上限値を超えると、クリーンルーム50内は清浄度が低いと言える。   Then, based on the number of dust (estimated value) obtained by correcting in this way, it is determined whether or not the inside of the clean room 50 is clean (step S203; dust number determination step). Specifically, it is determined whether or not the number of dust (estimated value) obtained by dust analysis is within a predetermined range. Note that the upper limit value in the “predetermined range” is the upper limit value of the number of dusts allowed in the clean room 50. That is, when the upper limit is exceeded, it can be said that the cleanliness in the clean room 50 is low.

一方、「所定の範囲」における下限値は、理想的にはゼロ、即ち塵埃が存在しない状態である。しかしながら、例えば、無視できる程度の塵埃数であれば、ファンフィルタユニット15の運転エネルギを消費してまで敢えて除去する必要はない。そこで、これらのことを考慮し、無視できる程度の塵埃数の上限値が、前記「所定の範囲」における下限値になる。   On the other hand, the lower limit value in the “predetermined range” is ideally zero, that is, no dust is present. However, for example, if the number of dusts is negligible, there is no need to dare to remove them until the operating energy of the fan filter unit 15 is consumed. Therefore, in consideration of these matters, the upper limit value of the number of dusts that can be ignored is the lower limit value in the “predetermined range”.

判定の結果、塵埃数の推定値が許容範囲内であれば、後記する温度解析が行われる(ステップS203のYes方向)。一方で、塵埃数の推定値が許容範囲外であれば、ステップS203のNo方向に進む。そして、塵埃数の推定値が前記した上限値よりも多い場合、クリーンルーム50内の清浄度が低い。そのため、クリーンルーム50に供給される清浄なエアの量を増加させるべく、新たなエア風量の設定が行われる(ステップS207;第1風量設定ステップ)。   As a result of the determination, if the estimated value of the number of dusts is within the allowable range, a temperature analysis described later is performed (Yes direction in step S203). On the other hand, if the estimated value of the number of dust is outside the allowable range, the process proceeds to the No direction in step S203. And when the estimated value of the number of dust is larger than the above-mentioned upper limit, the cleanliness in the clean room 50 is low. Therefore, a new air volume is set to increase the amount of clean air supplied to the clean room 50 (step S207; first air volume setting step).

なお、この時点では、エア風量の設定が行われるだけであって、この時点で供給されているエアの風量自体は変更されていない。即ち、設定風量は変更されるものの、通流しているエア風量は維持されている(維持するように制御される)。後記する、塵埃数の推定値が前記した下限値よりも少ない場合、並びに、ステップS209において同様である。   It should be noted that at this time, only the air flow rate is set, and the air flow rate of the air supplied at this time is not changed. That is, although the set air volume is changed, the flowing air air volume is maintained (controlled so as to be maintained). The same applies in the case where the estimated value of the number of dusts, which will be described later, is smaller than the lower limit value described above, and in step S209.

また、ステップS207において、塵埃数の推定値が前記した下限値よりも少ない場合には、クリーンルーム50内の清浄度は十分に高い。そこで、クリーンルーム50に供給される清浄なエアの量を減少させるべく、新たなエア風量の設定が行われる。そして、新たに設定された風量をクリーンルーム50に供給した場合の塵埃数の推定値を算出する(ステップS202)。その後、得られた推定値が許容範囲内であるか否かが再び判定される(ステップS203)。そして、塵埃数(推定値)が所定範囲内になれば、ステップS204に進行する。   In step S207, when the estimated value of the number of dusts is less than the lower limit value, the cleanliness in the clean room 50 is sufficiently high. Therefore, a new air flow rate is set to reduce the amount of clean air supplied to the clean room 50. Then, an estimated value of the number of dusts when the newly set air volume is supplied to the clean room 50 is calculated (step S202). Thereafter, it is determined again whether or not the obtained estimated value is within the allowable range (step S203). If the number of dust (estimated value) falls within the predetermined range, the process proceeds to step S204.

ステップS204における温度解析においても、基本的には、前記した塵埃解析と同様の処理が行われる。即ち、予め気流解析が行われ、風量パターンに応じたデータベースが作成される。そして、温度センサ13により計測された温度と温度解析(ステップS204)が行われる際の風量パターンとに基づき、クリーンルーム50内の温度が推定される。換言すれば、温度センサ13により計測されるクリーンルーム50内の温度について、クリーンルーム50における気流解析の結果を用いて補正(評価)する。塵埃センサ12と同様、温度センサ13の設置場所や風量パターンによって計測される温度が変わりうるからである。そして、このように補正された温度の推定値を用いて、クリーンルーム50に供給される風量が決定される。   Also in the temperature analysis in step S204, basically, the same processing as in the dust analysis described above is performed. That is, airflow analysis is performed in advance, and a database corresponding to the airflow pattern is created. And the temperature in the clean room 50 is estimated based on the temperature measured by the temperature sensor 13 and the air volume pattern when the temperature analysis (step S204) is performed. In other words, the temperature in the clean room 50 measured by the temperature sensor 13 is corrected (evaluated) using the result of the air flow analysis in the clean room 50. This is because, as with the dust sensor 12, the temperature measured can vary depending on the installation location of the temperature sensor 13 and the air flow pattern. And the air volume supplied to the clean room 50 is determined using the estimated value of the temperature corrected in this way.

また、ステップS204において温度解析を行う理由、換言すれば、クリーンルーム50内の温度を把握する理由は以下の通りである。ファンフィルタユニット15から供給される風量が減少すると、当然室外に排出される風量も減少する。その結果、室外に排出され、ドライコイル3にて熱が除去されるエア量も減少する。そのため、ドライコイル3における熱交換量が減少し、ドライコイル3でエアの温度を十分に低下させられないことになる。これにより、温度が十分に低下していないエア(即ち、所望の温度に制御されていないエア)が、クリーンルーム50内に再び供給されることになる。   Further, the reason for performing the temperature analysis in step S204, in other words, the reason for grasping the temperature in the clean room 50 is as follows. When the air volume supplied from the fan filter unit 15 decreases, the air volume discharged to the outside naturally also decreases. As a result, the amount of air that is discharged outside the room and heat is removed by the dry coil 3 is also reduced. Therefore, the amount of heat exchange in the dry coil 3 decreases, and the air temperature cannot be sufficiently lowered by the dry coil 3. As a result, air whose temperature has not sufficiently decreased (that is, air that is not controlled to a desired temperature) is supplied again into the clean room 50.

このようなことを防止し、クリーンルーム50内を所定の温度範囲に維持するために、ステップS204において温度解析が行われる。温度解析の後、その時点で設定されている風量のエアをクリーンルーム50に供給した場合、クリーンルーム50内の温度(推定値)が所定範囲内になるか否かを判定する(ステップS205;温度判定ステップ)。判定の結果、温度(推定値)が所定範囲内の場合(ステップS205のYes方向)、ステップS207にて新たに設定されたエア風量となるように、設定出力モジュール143がファンフィルタユニット15を制御する(ステップS206)。これにより、ファンフィルタユニット15からは、新たな風量でエアが供給される。ちなみに、ステップS207を経なかった場合は、その時点で通流しているエア風量が維持される(維持するように制御される)。   In order to prevent this and maintain the inside of the clean room 50 in a predetermined temperature range, a temperature analysis is performed in step S204. After the temperature analysis, when air of the air volume set at that time is supplied to the clean room 50, it is determined whether or not the temperature (estimated value) in the clean room 50 falls within a predetermined range (step S205; temperature determination) Step). As a result of the determination, when the temperature (estimated value) is within the predetermined range (Yes direction in step S205), the setting output module 143 controls the fan filter unit 15 so that the air volume newly set in step S207 is obtained. (Step S206). Thus, air is supplied from the fan filter unit 15 with a new air volume. By the way, when step S207 is not passed, the air flow amount flowing at that time is maintained (controlled so as to be maintained).

ただし、温度解析の結果、クリーンルーム50内の温度(推定値)が所定範囲内から外れる場合(ステップS205のNo方向)、特に、温度が所定範囲よりも高い場合(ステップS208のYes方向)には、クリーンルーム50に供給されるエアを増加させることが重要となる。エア風量を増加、即ち、ドライコイル3に供給されるエア風量を増加させることで熱交換効率を向上させ、クリーンルーム50に供給されるエアの温度を所定範囲内におさめることができる。   However, as a result of the temperature analysis, when the temperature (estimated value) in the clean room 50 is out of the predetermined range (No direction in step S205), particularly when the temperature is higher than the predetermined range (Yes direction in step S208). It is important to increase the air supplied to the clean room 50. By increasing the air volume, that is, by increasing the air volume supplied to the dry coil 3, the heat exchange efficiency can be improved and the temperature of the air supplied to the clean room 50 can be kept within a predetermined range.

そこで、クリーンルーム50に供給される清浄なエアの量を増加させるべく、新たなエア風量の設定が行われる(ステップS209;第2風量設定ステップ)。そして、新たなエア風量で温度解析を再び行い(ステップS204)、温度が所定範囲内になるまで、ステップS208、S209及びS204が繰り返される。   Therefore, a new air flow rate is set to increase the amount of clean air supplied to the clean room 50 (step S209; second air flow setting step). Then, the temperature analysis is performed again with a new air flow rate (step S204), and steps S208, S209, and S204 are repeated until the temperature falls within a predetermined range.

なお、温度が所定範囲よりも低い場合には、クリーンルーム50の清浄度を維持するために必要な温度であるため、風量の減少制御は行われない(ステップS208のNo方向)。もし、風量を減少させてしまうと、クリーンルーム50内の塵埃数が増加し、清浄度が低下する可能性があるからである。従って、このような場合には、その時点で設定されている風量が維持される(維持するように制御される;ステップS206;エア風量制御ステップ)。   When the temperature is lower than the predetermined range, the air volume reduction control is not performed because the temperature is necessary for maintaining the cleanliness of the clean room 50 (No direction in step S208). This is because if the air volume is reduced, the number of dust in the clean room 50 increases and the cleanliness may be lowered. Therefore, in such a case, the air volume set at that time is maintained (controlled to maintain; step S206; air air volume control step).

以上のようにして、クリーンルーム100における風量が制御される。   As described above, the air volume in the clean room 100 is controlled.

ここで、前記した「塵埃解析」について、別の観点から説明する。   Here, the above-mentioned “dust analysis” will be described from another viewpoint.

図4に、各清浄度(クラス)における、塵埃数の範囲を規定するグラフを示す。このグラフに記載の塵埃数に関する数値は、JIS B9920で規定されているものである。なお、図4においては、説明の便宜上、各クラスの数字が大きくなるほど、各クラスの名称が右上に記載されるように示している。   FIG. 4 shows a graph defining the range of the number of dusts in each cleanliness (class). Numerical values related to the number of dusts described in this graph are those defined in JIS B9920. In FIG. 4, for convenience of explanation, the name of each class is shown in the upper right as the number of each class increases.

清浄度(クラス)に関して、例えば、クラス2の清浄度が要求されるクリーンルームにおいては、1mあたり、粒径0.1μmの塵埃が10個以上100個以下となることが要求される。同様に、クラス4では1000個以上10000個以下、クラス6では100000以上1000000個以下が許容される塵埃数となる。即ち、各クラスの末尾の数字が小さいほど、より清浄度の高いクリーンルームとなる。 Regarding cleanliness (class), for example, in a clean room that requires class 2 cleanliness, 10 to 100 dust particles with a particle diameter of 0.1 μm are required per 1 m 3 . Similarly, the allowable number of dust is 1000 or more and 10,000 or less in class 4, and 100 or more and 1000000 or less in class 6. That is, the smaller the number at the end of each class, the higher the clean room.

この点を踏まえ、クリーンルーム50の清浄度がクラス4である場合を例に、本実施形態の風量制御方法を図5を参照しながら説明する。なお、図5における「風量パターン1」、「風量パターン2」及び「風量パターン3」は、それぞれ、前記した図3における「風量パターン1」、「風量パターン2」及び「風量パターン3」に相当する。即ち、風量パターン1における風量が最も多く、次いで風量パターン2における風量、風量パターン3における風量の順で少なくなる。また、図4に示す領域(各直線で区切られる領域)と図5に示す領域(各直線で区切られる領域)とは対応している。   Based on this point, the air volume control method of the present embodiment will be described with reference to FIG. 5, taking as an example the case where the cleanliness of the clean room 50 is class 4. Note that “air flow pattern 1”, “air flow pattern 2”, and “air flow pattern 3” in FIG. 5 correspond to “air flow pattern 1”, “air flow pattern 2”, and “air flow pattern 3” in FIG. 3, respectively. To do. That is, the air volume in the air volume pattern 1 is the largest, followed by the air volume in the air volume pattern 2 and the air volume in the air volume pattern 3 in this order. Further, the area shown in FIG. 4 (area delimited by each straight line) corresponds to the area shown in FIG. 5 (area delimited by each straight line).

図5の風量パターン2(○)では、クリーンルーム50内の塵埃数が1000個/m以上10000個/m以下であり、クラス4の基準を満たしている。換言すれば、クリーンルーム設備100運転時の風量パターン2は、図4におけるクラス4の領域に含まれる。 In the air volume pattern 2 (◯) in FIG. 5, the number of dust in the clean room 50 is 1000 / m 3 or more and 10000 / m 3 or less, which satisfies the class 4 standard. In other words, the air volume pattern 2 during the operation of the clean room facility 100 is included in the region of class 4 in FIG.

しかしながら、図5の風量パターン1(□)では、クラス4の領域から外れている。即ち、塵埃数の計測値は風量パターン2の場合とほぼ同じであるが、前記した塵埃解析の結果得られた推定値は約300〜600であり、クラス4の基準を満たしていない。換言すれば、クラス4の清浄度は十分に満たされ、さらに清浄度の高いクラス3の清浄度になっていることを表している。   However, the air volume pattern 1 (□) in FIG. 5 is out of the class 4 region. That is, the measured value of the number of dusts is almost the same as in the case of the air volume pattern 2, but the estimated value obtained as a result of the dust analysis is about 300 to 600 and does not satisfy the class 4 standard. In other words, the cleanliness of the class 4 is sufficiently satisfied, and the cleanliness of the class 3 having a higher cleanliness is obtained.

そこで、このような場合には、クリーンルーム50に要求されるクラス4の清浄度を過度に満たしているものと考え、クリーンルーム50に供給される風量を少なくする制御を行う。これにより、クリーンルーム50内の塵埃は、風量変更前と比べて緩やかに室外に排出されることになる。従って、クリーンルーム50内に残存する塵埃数が増加する。ただし、増加しても依然として高い清浄度を有しているため(具体的には、クラス3がクラス4に下がる)、高い清浄度を維持しつつも、供給風量減少に伴う省エネルギ化を図ることができる。   Thus, in such a case, it is considered that the cleanliness of class 4 required for the clean room 50 is excessively satisfied, and control is performed to reduce the amount of air supplied to the clean room 50. As a result, the dust in the clean room 50 is gently discharged outside the room compared to before the air volume change. Accordingly, the number of dust remaining in the clean room 50 increases. However, even if it increases, it still has a high cleanliness (specifically, class 3 falls to class 4), and while maintaining a high cleanliness, energy saving associated with a decrease in the supply air volume is achieved. be able to.

さらに、図5の風量パターン3(△)でも、クラス4の領域から外れている。即ち、塵埃数の計測値は風量パターン1や風量パターン2の場合とほぼ同じであるが、前記した塵埃解析の結果得られた推定値は約60000〜80000であり、クラス4の基準を満たしていない。そこで、このような場合には、クリーンルーム設備100に要求されるクラス4の清浄度を満たしていないとして、クリーンルーム50に供給される風量を多くする制御を行う。これにより、クリーンルーム50内の塵埃が速やかに室外に排出され、クリーンルーム50内の塵埃数が低下する。その結果、クリーンルーム50の清浄度が改善し、要求されるクラス4の基準を満たすようになる。   Further, the air volume pattern 3 (Δ) in FIG. 5 is also out of the class 4 area. That is, the measured value of the number of dusts is almost the same as in the case of the air volume pattern 1 and the air volume pattern 2, but the estimated value obtained as a result of the dust analysis is about 60000-80000, which satisfies the class 4 standard. Absent. Therefore, in such a case, control is performed to increase the amount of air supplied to the clean room 50, assuming that the cleanliness of class 4 required for the clean room facility 100 is not satisfied. Thereby, the dust in the clean room 50 is quickly discharged | emitted outside the room, and the number of dust in the clean room 50 falls. As a result, the cleanliness of the clean room 50 is improved and meets the required class 4 criteria.

<効果>
前記した風量制御方法によれば、塵埃数及び温度に応じて風量が制御されるため、例えば製造装置11が停止して塵埃が発生しない場合(外乱が小さい状態)には、ファンフィルタユニット15でのファンの回転速度を低下させる。これにより、ファンフィルタユニット15の運転エネルギを抑制することができる。即ち、省エネルギ化が図られる。また、ファンの回転速度を低下させて供給する風量を減少させた場合でも、クリーンルーム50内は清浄に維持される。
<Effect>
According to the air volume control method described above, the air volume is controlled according to the number of dust and the temperature. For example, when the manufacturing apparatus 11 stops and no dust is generated (in a state where the disturbance is small), the fan filter unit 15 Reduce the fan speed. Thereby, the operating energy of the fan filter unit 15 can be suppressed. That is, energy saving is achieved. Moreover, even when the air volume supplied by reducing the rotational speed of the fan is reduced, the inside of the clean room 50 is kept clean.

<変形例>
以上、本実施形態のクリーンルーム設備、風量制御装置及び風量制御方法を説明したが、本実施形態は前記の内容に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更して実施可能である。
<Modification>
As described above, the clean room facility, the air volume control device, and the air volume control method according to the present embodiment have been described. However, the present embodiment is not limited to the above-described contents, and can be arbitrarily changed and implemented without departing from the gist of the present invention. .

例えば、図面を参照しながら説明した実施形態ではクリーンルーム50が2つ(50a,50b)が設けられる構成としているが、1つのみであってもよく、3つ以上であってもよい。また、前記したように、クリーンルームが複数設けられる場合、各クリーンルーム内に供給される風量は独立して制御可能である。さらに、1つのクリーンルームを複数の領域に分け、当該複数の領域のそれぞれについて風量制御を行ってもよい。   For example, in the embodiment described with reference to the drawings, two clean rooms 50 (50a, 50b) are provided, but there may be only one or three or more. Further, as described above, when a plurality of clean rooms are provided, the air volume supplied into each clean room can be controlled independently. Furthermore, one clean room may be divided into a plurality of areas, and air volume control may be performed for each of the plurality of areas.

また、前記した例では、風量パターンを3つのみ挙げているが、風量パターンは2つであってもよく、4つ以上であってもよい。また、このような段階的に風量が変化するものに限られず、連続的に風量が変化するものであってもよい。   In the above-described example, only three air volume patterns are listed, but the air volume patterns may be two, or four or more. In addition, the air volume is not limited to such a stepwise change, and the air volume may change continuously.

また、前記した実施形態では、ファンフィルタユニット15から清浄なエアがクリーンルーム50に供給される。しかしながら、例えば、図6に示すような、パッケージエアコン(Package Air Conditioner)PAC1,PAC2,PAC3から清浄なエアが供給されるクリーンルーム設備110としてもよい。この場合、設置されるパッケージエアコンの台数は3台に限られず、2台以下、或いは4台以上であってもよい。   In the above-described embodiment, clean air is supplied from the fan filter unit 15 to the clean room 50. However, for example, a clean room facility 110 to which clean air is supplied from packaged air conditioners (PAC1, PAC2, PAC3) as shown in FIG. 6 may be used. In this case, the number of packaged air conditioners to be installed is not limited to three, and may be two or less, or four or more.

また、ファンフィルタユニット15には、前記のようにインバータ制御されるファンが備えられているが、インバータ制御されるファンに代えて、通常のファン及びダンパを備えてもよい。このような場合には、ダンパの開度によって、供給される風量が制御可能である。   In addition, the fan filter unit 15 includes the inverter-controlled fan as described above, but may include a normal fan and a damper instead of the inverter-controlled fan. In such a case, the supplied air volume can be controlled by the opening of the damper.

12(12a,12b) 塵埃センサ
13(13a,13b) 温度センサ
14 制御コントローラ(風量制御装置、風量制御部)
15(15a,15b) ファンフィルタユニット(FFU;ファン)
50(50a,50b) クリーンルーム
100 クリーンルーム設備
12 (12a, 12b) Dust sensor 13 (13a, 13b) Temperature sensor 14 Control controller (air flow control device, air flow control unit)
15 (15a, 15b) Fan filter unit (FFU; fan)
50 (50a, 50b) Clean room 100 Clean room facilities

Claims (6)

クリーンルームを備え、前記クリーンルームに供給されるエア風量が制御可能なクリーンルーム設備であって、
前記クリーンルーム内の塵埃数を計測する塵埃センサと、
前記クリーンルーム内の温度を計測する温度センサと、
前記クリーンルームにエアを供給するファンと、
前記塵埃センサによって計測される前記クリーンルーム内の塵埃数と、前記温度センサによって計測される前記クリーンルーム内の温度と、に基づいて、前記クリーンルームに供給する風量を決定し、決定された風量になるように前記ファンを制御する風量制御部と、
を備える
ことを特徴とする、クリーンルーム設備。
A clean room equipped with a clean room and capable of controlling the amount of air supplied to the clean room,
A dust sensor for measuring the number of dust in the clean room;
A temperature sensor for measuring the temperature in the clean room;
A fan for supplying air to the clean room;
Based on the number of dust in the clean room measured by the dust sensor and the temperature in the clean room measured by the temperature sensor, the amount of air supplied to the clean room is determined so that the determined amount of air is obtained. An air volume control unit for controlling the fan;
A clean room facility characterized by comprising:
前記風量制御部は、
前記塵埃センサによって計測された前記クリーンルーム内の塵埃数について、前記クリーンルームにおける気流解析の結果を用いて評価し、
前記温度センサによって計測された前記クリーンルーム内の温度について、前記クリーンルームにおける気流解析の結果を用いて評価し、
評価された塵埃数及び温度に基づいて、前記クリーンルームに供給する風量を決定し、決定された風量になるように前記ファンを制御する
ことを特徴とする、請求項1に記載のクリーンルーム設備。
The air volume control unit
Evaluate the number of dust in the clean room measured by the dust sensor using the result of air flow analysis in the clean room,
The temperature in the clean room measured by the temperature sensor is evaluated using the result of the air flow analysis in the clean room,
2. The clean room facility according to claim 1, wherein an air volume supplied to the clean room is determined based on the evaluated number of dusts and temperature, and the fan is controlled to have the determined air volume.
クリーンルームに供給するエア風量を制御する風量制御装置であって、
前記クリーンルーム内の塵埃数と、前記クリーンルーム内の温度と、に基づいて、前記クリーンルームに供給する風量を決定し、
決定された風量になるように、前記クリーンルームに供給されるエア風量を制御する
ことを特徴とする、風量制御装置。
An air volume control device for controlling the air volume supplied to a clean room,
Based on the number of dust in the clean room and the temperature in the clean room, determine the amount of air supplied to the clean room,
An air volume control device that controls an air volume supplied to the clean room so as to achieve a determined air volume.
前記クリーンルーム内の塵埃数について、前記クリーンルームにおける気流解析の結果を用いて評価し、
前記クリーンルーム内の温度について、前記クリーンルームにおける気流解析の結果を用いて評価し、
評価された塵埃数及び温度に基づいて、前記クリーンルームに供給されるエア風量を制御する
ことを特徴とする、請求項3に記載の風量制御装置。
Evaluate the number of dust in the clean room using the results of air flow analysis in the clean room,
Evaluate the temperature in the clean room using the results of air flow analysis in the clean room,
The air volume control device according to claim 3, wherein the air volume supplied to the clean room is controlled based on the evaluated number of dusts and temperature.
クリーンルームに供給するエア風量を風量制御装置が制御する方法であって、
前記クリーンルーム内の塵埃数を評価する塵埃数評価ステップと、
前記塵埃数評価ステップにおいて評価された前記クリーンルーム内の塵埃数が所定範囲内にあるか否かを判定する塵埃数判定ステップと、
前記塵埃数判定ステップにおいて、塵埃数が所定範囲内の場合には設定風量を維持し、塵埃数が所定範囲の上限値よりも多い場合には設定風量を増加させ、塵埃数が所定範囲の下限値よりも少ない場合には設定風量を減少させる第1風量設定ステップと、
前記第1風量設定ステップにおいて設定された風量で前記クリーンルームにエアを供給した場合に、前記クリーンルーム内の温度が所定範囲内になるか否かを判定する温度判定ステップと、
前記温度範囲判定ステップにおいて、前記クリーンルームの温度が所定範囲の上限値よりも高くなる場合には設定風量を増加させ、前記クリーンルームの温度が所定範囲内或いは所定範囲の下限値よりも低くなる場合には設定風量を維持する第2風量設定ステップと、
前記クリーンルームに供給するエアの風量を、前記第2風量設定ステップを経て最終的に設定された風量にする制御を行うエア風量制御ステップと、
を有する
ことを特徴とする、風量制御方法。
A method in which the air flow control device controls the air flow supplied to the clean room,
A dust number evaluation step for evaluating the number of dust in the clean room;
A dust number determination step for determining whether or not the dust number in the clean room evaluated in the dust number evaluation step is within a predetermined range;
In the dust count determination step, when the dust count is within a predetermined range, the set air volume is maintained, and when the dust count is larger than the upper limit value of the predetermined range, the set air volume is increased, and the dust count is the lower limit of the predetermined range. A first air volume setting step for decreasing the set air volume when the value is less than the value;
A temperature determination step of determining whether or not the temperature in the clean room is within a predetermined range when air is supplied to the clean room with the air volume set in the first air volume setting step;
In the temperature range determination step, when the temperature of the clean room becomes higher than the upper limit value of the predetermined range, the set air volume is increased, and when the temperature of the clean room falls within the predetermined range or lower than the lower limit value of the predetermined range. Is a second air volume setting step for maintaining the set air volume;
An air flow control step for controlling the air flow to be supplied to the clean room to the air flow finally set through the second air flow setting step;
An air volume control method comprising the steps of:
前記塵埃数評価ステップにおける塵埃数の評価は、前記クリーンルームにおける気流解析の結果を用いて行われ、
前記温度範囲判定ステップにおいて判定される温度は、前記クリーンルームにおける気流解析の結果を用いて得られた温度である
ことを特徴とする、請求項5に記載の風量制御方法。
The evaluation of the number of dust in the dust number evaluation step is performed using the result of the air flow analysis in the clean room,
The air volume control method according to claim 5, wherein the temperature determined in the temperature range determination step is a temperature obtained using a result of an air flow analysis in the clean room.
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