JP2013170766A - 空調設備及び空調方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもいっそう確実に室内の圧力変動を抑制可能な空調設備及び空調方法を提供する。
【解決手段】クリーンルーム５のエア給気側に備えられ、クリーンルーム５に給気されるエアの圧力を測定する圧力センサ１０と、クリーンルーム５のエア排気側に備えられ、クリーンルーム５から排気されるエアの圧力を測定する圧力センサ１１と、クリーンルーム５に給気されるエアの流量を制御するモータダンパ１６と、クリーンルーム５から排気されるエアの流量を制御するモータダンパ１７と、モータダンパ１６及びモータダンパ１７を制御する演算部１８と、を備える、空調設備。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調設備及び空調方法に関する。

バイオ実験施設、製薬工場、半導体製造工場等において、清浄な環境となっているクリーンルーム（清浄室）が使用されている。例えば、バイオ実験施設等において使用されるバイオロジカルクリーンルームは、その使用の形態によって、室内の圧力（内圧）と室外の圧力（外圧）との大小関係が異なっている。

例えば、室内を外部よりも清浄な環境に維持したい場合、クリーンルーム外部からの菌や微生物等の侵入防止のために、内圧が外圧よりも空調設備によって高く維持されている。一方、バイオハザード対策室等では、病原体等の封じ込めのために、内圧が外圧よりも空調設備によって低く維持されている。

そのため、このようなクリーンルームにおいて、室内の圧力を一定に維持することが重要である。しかしながら、クリーンルームに設けられる扉等の開閉、室温調整のための給気風量変更、室外で吹いている風（室外の圧力変動）等の外乱により、内圧が大きく変動することがある。そこで、このような圧力（内圧）の変動を小さくする技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。

特開２０１１−３８７３２号公報

前記特許文献１に記載の技術においては、給気装置を介して一定圧かつ一定量の空気を工場内（即ち室内）に給気している。これにより、工場内の圧力が一定に維持されるようにしている。しかしながら、給気エアの給気口（給気側）及び排気エアの排気口（排気側）は工場外（室外）に設けられているため、例えば工場外でエアに圧力変動が生じると、それに起因して、工場内の圧力が変動することがある。即ち、室外の環境によっては、室内の圧力（内圧）が一定に維持されず、大きく変動することがある。

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりもいっそう確実に室内の圧力変動を抑制可能な空調設備及び空調方法を提供することにある。

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、給気エアの圧力に基づいて算出される値と、排気エアの圧力に基づいて算出される値と、の和を所定値に維持することにより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。

本発明によれば、従来よりもいっそう確実に室内の圧力変動を抑制可能な空調設備及び空調方法を提供することができる。

本実施形態の空調設備の構成を示す図である。 定常運転時の各手段におけるゲージ圧の変化である。 外乱発生時の各手段におけるゲージ圧の変化である。 外乱発生時の各手段におけるゲージ圧の変化である。 外乱発生時の各手段におけるゲージ圧の変化である。 外乱発生時の各手段におけるゲージ圧の変化である。 空調時のフローチャートである。 別の空調方法を説明する図である。 本実施形態の空調設備についての変更例の構成を示す図である。 本実施形態の空調設備についての変更例の構成を示す図である。

以下、図面を適宜参照しながら、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。なお、参照する図面に関し、説明及び図示の便宜上、構成部材の一部を適宜拡大又は縮小して示すことがある。例えば、図１に示すクリーンルーム５の大きさとその他の手段の大きさとの相対的な関係は図示のとおりではないが、空調設備１００の構成を説明するために、クリーンルーム５の相対的な大きさを便宜上小さく示している。

〔１．第１実施形態（通常の圧力制御）〕
＜空調設備１００の構成＞
本実施形態の空調設備１００は、図１に示すように、クリーンルーム５についての空調設備である。具体的には、空調設備１００は、クリーンルーム５にエアを給気するとともに、クリーンルーム５からエアを排気するものである。図１に示す空調設備１００は、モータダンパ１６と、給気ガラリ２と、給気ファン３と、制御ダンパ４と、制御ダンパ６と、排気ファン７と、排気ガラリ８と、モータダンパ１７と、を備える。また、空調設備１００は、給気ガラリ２内の圧力（全圧）を測定する圧力センサ１０と、排気ガラリ８内の圧力（全圧）を測定する圧力センサ１１と、を備える。

なお、第１実施形態においては、説明の簡略化のために、給気側と排気側との設計条件が全く同じものとしている。

さらに、空調設備１００は、設定圧力等が入力される入力手段１３と、各種演算等を行う演算部１８とを備える。演算部１８は、圧力演算部１２とＰＩＤ（Proportional Integration and Differential）制御部１５とを備える。入力手段１３とＰＩＤ制御部１５とは、破線で示す電気信号線により接続されている。また、圧力センサ１０，１１と圧力演算部１２とも、電気信号線により接続されている。さらに、圧力演算部１２とＰＩＤ制御部１５とも、電気信号線により接続されている。そして、ＰＩＤ制御部１５とモータダンパ１６，１７のモータＭとも、電気信号線により接続されている。

ここで、空調設備１００が運転状態となっている時は、クリーンルーム５内が予め定められた所定の圧力及び風量で給排気設備が運転されている定常運転時である。この給排気設備は、図１に示す例えば給気ファン３や排気ファン７、制御ダンパ４，６等により構成される。即ち、このような給排気設備においては、はじめに給気ファン３及び排気ファン７の運転開始後、設定圧力及び風量になるように制御ダンパ４，６の開度が調節される。これにより、クリーンルーム５内の圧力及び風量が設定圧力及び風量となる。

その後、定常運転、即ち給気ファン３及び排気ファン７の運転条件、並びに制御ダンパ４，６の開度は変更されずに給排気設備の運転が行われる。そして、定常運転時、圧力センサ１０，１１により測定された圧力に応じて、モータダンパ１６とモータダンパ１７とが演算部１８により制御される。これにより、この定常運転時に生じるクリーンルーム５内の圧力変動が抑制されるようになっている。

ただし、はじめに設定した圧力及び風量から別の圧力及び風量に変更された後の定常運転時において、以下の説明が同様に適用される。そこで、以下の説明においては、説明の簡略化のために、クリーンルーム５内の設定圧力及び風量が変更されないものとして、本実施形態を説明する。

外部（室外）からクリーンルーム５へエアが給気される際、外部からのエアは、モータダンパ１６、給気ガラリ２、給気ファン３、制御ダンパ４をこの順で介してクリーンルーム５に給気される。一方、クリーンルーム５から外部（室外）へエアが排気される際、クリーンルーム５からのエアは、制御ダンパ６、排気ファン７、排気ガラリ８、モータダンパ１７をこの順で介して外部へ排気される。そこで、以下の各手段の説明においては、主にこの通流方向に沿って各手段の構成を説明する。

モータダンパ１６は、モータにより駆動するダンパであり、通流するエアの流量（風量）を制御するものである。ダンパの開度が小さい時は流量が少なく、ダンパの開度が大きい時は流量が多くなるようになっている。ダンパの開度の制御は、詳細を後記するＰＩＤ制御部１５によって行われる。このようなモータダンパ１６としては、任意のモータダンパを用いることができる。

給気ガラリ２は、クリーンルーム５の外部に設けられる箱状の部材である。給気ガラリ２はクリーンルーム５に接続されている。従って、外部からのエアは、給気ガラリ２の内部を通流してクリーンルーム５に給気されることになる。給気ガラリ２が設けられることにより、例えば外部で強い風が吹いているときに、このような強い風が給気ダクト内に直接吹き込まれることを防止することができる。このような給気ガラリ２としては、任意のガラリを用いることができる。

また、給気ガラリ２には、給気ガラリ２内の圧力を測定する圧力センサ１０が設けられている。即ち、クリーンルーム５のエア給気側には、クリーンルーム５に給気されるエアの圧力（給気側圧力）を測定する圧力センサ１０が設けられていることになる。このような圧力センサ１０としては、任意の圧力センサを用いることができる。

給気ファン３は、クリーンルーム５にエアを給気するものである。また、制御ダンパ４は、クリーンルーム５に給気されるエア流量を制御するものである。これらの具体的な構成は特に制限されず、任意のファン及びダンパを用いればよい。なお、前記したように、本実施形態においては、説明の簡略化のために、給気ファン３の運転条件及び制御ダンパ４の開度は定常運転後に変更しないものとする。

クリーンルーム５は、空調設備１００が適用されるものである。即ち、空調設備１００によって、クリーンルーム５内の圧力が一定に維持される。クリーンルーム５では、例えば、動物実験、動物飼育、遺伝子工学実験、半導体製造等、様々な作業が行われる。このようなクリーンルーム５の具体的な構成は特に制限されず、様々なクリーンルーム５が適用可能である。

制御ダンパ６は、クリーンルーム５から排気されるエア流量を制御するものである。また、排気ファン７は、クリーンルーム５からエアを排気するものである。これらの具体的な構成は特に制限されず、任意のダンパ及びファンを用いればよい。なお、前記したように、本実施形態においては、説明の簡略化のために、制御ダンパ６の開度及び排気ファン７の運転条件は定常運転後に変更しないものとする。

排気ガラリ８は、クリーンルーム５の外部に設けられる箱状の部材である。排気ガラリ８はクリーンルーム５に接続されている。従って、外部からのエアは、排気ガラリ８の内部を通流して外部へ排気されることになる。排気ガラリ８が設けられることにより、例えば外部で強い風が吹いているときに、このような強い風が排気ダクト内に直接吹き込むことを防止することができる。このような排気ガラリ８としては、任意のガラリを用いることができる。

また、排気ガラリ８には、排気ガラリ８内の圧力を測定する圧力センサ１１が設けられている。即ち、クリーンルーム５のエア排気側には、クリーンルーム５から排出されるエアの圧力（排気側圧力）を測定する圧力センサ１１が設けられていることになる。このような圧力センサ１１としては、任意の圧力センサを用いることができる。

モータダンパ１７は、モータにより駆動するダンパであり、通流するエアの流量（風量）を制御するものである。ダンパの開度が小さい時は流量が少なく、ダンパの開度が大きい時は流量が多くなるようになっている。ダンパの開度の制御は、詳細を後記するＰＩＤ制御部１５によって行われる。このようなモータダンパ１７としては、任意のモータダンパを用いることができる。

入力手段１３は、クリーンルーム５内の圧力を設定する手段である。即ち、入力手段１３は、ユーザにより設定圧力（目標値）が入力される手段である。ユーザが入力手段１３に入力した設定圧力になるように、図示しない電気信号線を介して前記の給排気設備（給気ファン３や排気ファン７、制御ダンパ４，６等により構成される）が運転される。入力手段１３は、例えばテンキー、タッチパネル等により構成される。入力手段１３には、図示しない表示部等が備えられていてもよい。入力手段１３により入力された設定圧力は、電気信号としてＰＩＤ制御部１５に送信される。

演算部１８は、圧力演算部１２とＰＩＤ制御部１５とを備えるものである。そして、具体的には後記するが、演算部１８は、モータダンパ１６，１７の開度を制御するようになっている。演算部１８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を備え、ＲＯＭに展開されている所定のプログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。

圧力演算部１２は、圧力センサ１０により測定された給気ガラリ２内の圧力と、圧力センサ１１により測定された排気ガラリ８内の圧力とを、電気信号として受信するものである。そして、圧力演算部１２は受信した電気信号に基づき、それぞれの圧力を算出するようになっている。ちなみに、圧力演算部１２は、算出された２つの圧力の和（プロセス値）を算出し、後記するＰＩＤ制御部１５に送信するようになっている。

ＰＩＤ制御部１５は、圧力演算部１２から送信されたプロセス値と、入力手段１３において入力された設定圧力（目標値）とに基づき、モータダンパ１６，１７の開度をフィードバック制御するものである。即ち、設定圧力（目標値）と実際の圧力（給気側圧力と排気側圧力との差圧）との差がゼロになるように（クリーンルーム５内の圧力が一定に維持されるように）、ＰＩＤ制御部１５がモータダンパ１６，１７の開度を制御するようになっている。

具体的には、ＰＩＤ制御部１５は、モータダンパ１６の開度制御に際し、受信したプロセス値が大きくなるほどダンパ開度が小さくなるように予め設定された所定のグラフＧ１（図１参照）に基づき、受信したプロセス値に対応する開度を決定する。そして、ＰＩＤ制御部１５は、決定された開度（即ち給気風量）となるようにモータダンパ１６の開度を制御するようになっている。なお、このようなグラフＧ１（関係）は、試運転や実験、シミュレーション等により決定される。

一方、ＰＩＤ制御部１５は、モータダンパ１７の開度制御に際しては、受信したプロセス値が大きくなるほどダンパ開度も大きくなるように予め設定された所定のグラフＧ２（図１参照）に基づき、受信したプロセス値に対応する開度を決定する。そして、ＰＩＤ制御部１５は、決定された開度（即ち排気風量）となるように、モータダンパ１７の開度を制御するようになっている。なお、このようなグラフＧ２（関係）は、試運転や実験、シミュレーション等により決定される。

ＰＩＤ制御部１５がモータダンパ１６，１７を前記のように制御することで、クリーンルーム５内の圧力が一定に維持されるようになっている。なお、設定圧力（目標値）とクリーンルーム５内の実際の圧力との差はゼロであることが理想的である。しかし、設備コストやクリーンルーム５の用途等を考慮し、圧力のズレが予め定められた範囲内に収まるように制御してもよい。

以上のような構成を備える空調設備１００によれば、外乱の影響を抑制し、クリーンルーム５内の圧力を従来よりもいっそう確実に一定に維持することができる。

＜空調設備１００による空調方法＞
次に、空調設備１００によるクリーンルーム５内の圧力制御方法（空調方法）を説明する。なお、図２〜図６において、図１と同じものは図１と同じ符号を付して示している。

図２に、例えば台風やビル風等の外気圧力の大きな変化（外乱）が発生していないときの、各手段におけるゲージ圧変化を示す。なお、図２には、図示の簡略化のために、エアが通流する手段のみを示している。また、一部の手段は、図示を簡略化している。

空調設備１００（図１参照）内をエアが通流すると、通流するエアのゲージ圧は徐々に低下する。そこで、給気ファン３及び排気ファン７を用いて、ゲージ圧を適宜昇圧している。ところで、外部で圧力の乱れ（外乱）が無い場合、給気側（入口側）のゲージ圧、クリーンルーム５内のゲージ圧、及び排気側（出口側）のゲージ圧は、いずれも等しくなっている（０Ｐａ）。即ち、空調設備１００内をエアが通流する際、前記のようにゲージ圧は徐々に低下するが、給気ファン３及び排気ファン７においてゲージ圧を昇圧させるとともに、制御ダンパ４，６を適宜制御してゲージ圧を所望量低下させることで、前記のような等圧関係を維持している。

しかしながら、例えば、強風が給気口付近で吹く等して給気側で外乱が発生し、給気側のエアの圧力が昇圧した場合、図３に示すように、図２と比較して、給気側を主としてゲージ圧が昇圧する（図中、実線で示す圧力。以下同じ）。また、例えば、強風が排気口付近で吹く等して排気側で外乱が発生し、排気側のエアの圧力が昇圧した場合、図４に示すように、図２と比較して、排気側を主としてゲージ圧が昇圧する。さらに、例えば、給気口及び排気口のいずれでも強風が給気口及び排気口付近で吹く等して給気側及び排気側の両方で外乱が発生し、給気側及び排気側のエアの圧力が昇圧した場合、図５に示すように、図２と比較して、全域に亘ってゲージ圧が昇圧する。

そして、これらのようなゲージ圧変化は、図３〜図５に示すように、クリーンルーム５内のゲージ圧の昇圧をもたらす。即ち、給気側又は排気側のいずれか一方にでも外乱が生じた（昇圧した）場合でも、クリーンルーム５内の圧力が予期せず変化してしまうことになる。なお、外乱が昇圧の場合を例に説明したが、外乱が減圧の場合でも同様にクリーンルーム５内の圧力が予期せず変化してしまうことになる。

もちろん、例えば図６に示すように、給気側では外乱によって昇圧したが、排気側では外乱によって減圧することもある。そして、これらの圧力変動が釣り合って、結果としてクリーンルーム５内の圧力が一定に維持されることもある。このような場合には外乱の影響は特に問題にならないが、この圧力変動が釣り合わなかった場合には、図３〜図５を参照しながら説明した事項が懸念される。

このように、より確実にクリーンルーム５内の圧力を一定に維持するためには、外乱の内容（昇圧するか減圧するか）を問わず、外乱に対する対策が重要になる。前記したように、クリーンルーム５内の圧力変動は、給気側の圧力変動がクリーンルーム５に伝播した結果生じたものと、排気側の圧力変動がクリーンルーム５に伝播した結果生じたものと、の両方の変動によって生じる。そのため、エアの圧力変動等の外乱が生じた場合でもクリーンルーム５内の圧力を一定に維持するためには、給気側及び排気側の圧力をそれぞれ一定に独立して維持するよりも、給気側及び排気側の圧力を一括して所定の関係に維持する方がより効果的である。

そこで、本実施形態の空調設備１００においては、クリーンルーム５に給気されるエアの圧力を測定する圧力センサ１０と、クリーンルーム５から排気されるエアの圧力を測定する圧力センサ１１と、を設けている。そして、これらの圧力センサ１０，１１により測定された圧力値を算出し、それらの和（圧力和、即ちプロセス値）に応じてモータダンパ１６，１７を制御し、給気風量及び排気風量が制御される。このように制御すれば、クリーンルーム５内の設定圧力に関係無く、クリーンルーム５内の圧力を一定に維持することができる。

具体的な風量制御方法（空調方法）のフローを図７に示す。図７に示すフローは、入力手段１３によって予めクリーンルーム５内の設定圧力（目標値）が入力され、その状態での定常運転時に行われるフローである。

定常運転時、圧力センサ１０は給気ガラリ２内の圧力（給気側圧力）を測定し、圧力演算部１２は、測定された給気側圧力を電気信号として取得する（ステップＳ１０１；給気側圧力取得ステップ）。同様に、圧力センサ１１は排気ガラリ８内の圧力（排気側圧力）を測定し、圧力演算部１２は、測定された排気側圧力を電気信号として取得する（ステップＳ１０２；排気側圧力取得ステップ）。

そして、圧力演算部１２は、取得した電気信号（結果）に基づき、給気側圧力を算出する（ステップＳ１０３；給気側圧力算出ステップ）。給気側圧力の算出は、予め決定された電気信号と圧力との関係（例えばグラフ等）に基づいて行われる。同様に、圧力演算部１２は、取得した電気信号（結果）に基づき、排気側圧力を算出する（ステップＳ１０４；排気側圧力算出ステップ）。排気側圧力の算出も、予め決定された電気信号と圧力との関係（例えばグラフ等）に基づいて行われる。そして、算出された給気側圧力及び排気側圧力の和（圧力和、即ちプロセス値）が圧力演算部１２により算出される（ステップＳ１０５；圧力和算出ステップ）。

次に、算出されたプロセス値は、ＰＩＤ制御部１５に送信される。そして、ＰＩＤ制御部１５は、受信したプロセス値（圧力和）に基づき、予め設定された所定の関係（図１に示すグラフＧ１，Ｇ２）に基づき、給気風量及び排気風量を決定する（ステップＳ１０６；流量決定ステップ）。そして、決定された給気風量及び排気風量となるように、ＰＩＤ制御部１５はモータダンパ１６，１７の開度を制御し、給気風量及び排気風量が制御される（ステップＳ１０７；流量制御ステップ）。

以上のような空調方法によれば、外乱の影響を抑制し、クリーンルーム５内の圧力を従来よりもいっそう確実に一定に維持することができる。

〔２．第２実施形態（重み付けを行う場合の圧力制御）〕
空調設備１００においては、給気側及び排気側の設計条件が同じものとして説明した。しかしながら、給気側と排気側とで設計条件に差異がある場合がある。そして、そのような場合には、給気側圧力及び排気側圧力の算出の際、それぞれの圧力が重み付けられる。

例えば給気側ダクトの断面積が大きく、排気側ダクトの断面積が小さい場合、外乱の影響を受け易いのは断面積の大きい給気側である。また、例えば、給気口からクリーンルーム５までのダクトの長さがクリーンルーム５から排気口までのダクトの長さよりも長い場合、外乱の影響を受け易いのはダクトの長さが短い排気側である。このように、空調設備１００の全体の構成（設計条件）によって、給気側と排気側とで外乱による影響の大きさが異なることがある。

そこで、このような差異を小さくするべく、取得した給気側圧力及び排気側圧力について重み付けが行われ、給気側圧力及び排気側圧力の算出が行われる。具体的には、図７を参照しながら説明したステップＳ１０３及びステップＳ１０４において、取得した圧力についての電気信号に対して重み付けが行われ、給気側圧力及び排気側圧力が算出される。以下、重み付けの具体的な方法を説明する。

給気側の圧力（即ち、給気ガラリ２内の圧力）をＰ_ｉｎ、クリーンルーム５内の圧力をＰ_ｒｏｏｍ、及び排気側の圧力（即ち、排気ガラリ８内の圧力）をＰ_ｏｕｔ、空調設備１００を通流するエアの流量（風量）をＱとする。そうすると、Ｐ_ｉｎ、Ｐ_ｏｕｔ及びＰ_ｒｏｏｍの関係は、空調系統の特性値Ｒ_ｉｎ、Ｒ_ｏｕｔを用いて、図８（ａ）のように表すことができる。

ここで、Ｒ_ｉｎは、図８（ｂ−１）に示すように、通常の運転条件である風量Ｑ＝Ｑ_０、差圧（即ちＰ_ｉｎ−Ｐ_ｒｏｏｍ）＝（Ｐ_ｉｎ−Ｐ_ｒｏｏｍ）_０における接線の傾きである。従って、この接線は、図８（ｂ−１）に示す式（１）のグラフである。なお、図８（ｂ−１）に示すＱ−（Ｐ_ｉｎ−Ｐ_ｒｏｏｍ）曲線は、ファン特性やダクト抵抗等によって決定されるものである。

また、Ｒ_ｏｕｔは、図８（ｂ−２）に示すように、通常の運転条件である風量Ｑ＝Ｑ_０、差圧（即ちＰ_ｒｏｏｍ−Ｐ_ｏｕｔ）＝（Ｐ_ｒｏｏｍ−Ｐ_ｏｕｔ）_０における接線の傾きである。従って、この接線は、図８（ｂ−２）に示す式（２）のグラフである。なお、図８（ｂ−２）に示すＱ−（Ｐ_ｒｏｏｍ−Ｐ_ｏｕｔ）曲線も、ファン特性やダクト抵抗等によって決定されるものである。

図８（ａ）に示すように、Ｐ_ｉｎ、Ｐ_ｏｕｔ及びＰ_ｒｏｏｍ、（Ｑ−Ｑ_０）、並びに、Ｒ_ｉｎ及びＲ_ｏｕｔは、電圧、電流及び抵抗の関係と類似している。そこで、Ｐ_ｉｎ、Ｐ_ｏｕｔ及びＰ_ｒｏｏｍ、（Ｑ−Ｑ_０）、並びに、Ｒ_ｉｎ及びＲ_ｏｕｔについても電圧、電流及び抵抗の関係を類推的に適用する。すると、以下の式（３）が得られる。

そして、式（３）を変形すると、以下の式（４）が得られる。

式（４）に表されるように、クリーンルーム５内の圧力が一定に維持されることを所望する、即ち、Ｐ_ｒｏｏｍが一定に維持されることを所望する場合には、式（４）の右辺を一定に維持すればよい。そして、この右辺を一定に維持するにあたって、設計条件に起因するパラメータであるＰ_ｉｎの係数及びＰ_ｏｕｔの係数を用いて重み付けを行えばよい。このようなパラメータ（Ｐ_ｉｎの係数及びＰ_ｏｕｔの係数）は、式（４）に示すように、空調系統の特性値Ｒ_ｉｎ及びＲ_ｏｕｔに応じて決定される。具体的には、Ｒ_ｉｎ及びＲ_ｏｕｔは、クリーンルーム５に接続される設備（例えば給気ダクト、排気ダクト、各ファンや各ダンパ等）の特性に応じて決定される。また、Ｒ_ｉｎ及びＲ_ｏｕｔは、独立して決定される値である。

ちなみに、給気ダクトや排気ダクトの特性としては、例えば太さ（断面積）や長さ等が挙げられる。また、各ファンの特性としては、ファンの回転数、空気抵抗、供給風量、大きさ等が挙げられる。さらに、各ダンパの特性としては、ダンパの開度、空気抵抗、大きさ等が挙げられる。

即ち、図７に示したフローチャートでのステップＳ１０３及びステップＳ１０４において、取得された電気信号に基づいて給気側圧力（Ｐ_ｉｎ）及び排気側圧力（Ｐ_ｏｕｔ）を算出する際、当該電気信号に対応する圧力（Ｐ_ｉｎ及びＰ_ｏｕｔ）を算出し、算出された圧力にさらに前記係数を乗じればよい。乗じて得られた圧力が、重み付けして算出された給気側圧力及び排気側圧力となる。

そして、重み付けされた給気側圧力と、重み付けされた排気側圧力との和が、前記した圧力和（プロセス値；図７のステップＳ１０５参照）となる。この圧力和は、式（４）の左辺の値（Ｐ_ｒｏｏｍ）に相当するものである。このような重み付けを行うことにより、空調設備１００の設計条件を考慮したクリーンルーム５の空調を行うことができる。

また、式（４）より、給気ガラリ２内の圧力変動ΔＰ_ｉｎと排気ガラリ８内の圧力変動ΔＰ_ｏｕｔとによるクリーンルーム５内の圧力変動ΔＰ_ｒｏｏｍは、式（５）で表されることになる。

式（５）に示すように、ΔＰ_ｒｏｏｍをできるだけゼロに近づけることによっても、クリーンルーム５内の圧力を一定に維持できる。即ち、式（５）の右辺における給気側の圧力変動量と排気側の圧力変動量とを、式（４）で説明したパラメータによって重み付けすればよい。これにより、式（４）を参照しながら説明した場合と同様に、空調設備１００の設計条件を考慮したクリーンルーム５の空調を行うことができる。

なお、式（４）及び式（５）におけるＲ_ｏｕｔ／（Ｒ_ｉｎ＋Ｒ_ｏｕｔ）及びＲ_ｉｎ／（Ｒ_ｉｎ＋Ｒ_ｏｕｔ）の値は、通常は略一定である。従って、これらの値を定数とみなし、単にＰ_ｉｎ及びＰ_ｏｕｔ又はΔＰ_ｉｎ及びΔＰ_ｏｕｔを用いた前記の方法によっても良好な結果が得られる。

＜変形例＞
以上、本実施形態を具体例を挙げて説明したが、本実施形態は前記の内容に何ら制限されるものではない。例えば、図１に示す空調設備１００におけるモータダンパ１６，１７の代わりに、図９に示すように、インバータ制御されるファン１９，２０を用いた空調設備２００としてもよい。この場合、ファンを制御するための予め設定される所定のグラフは、図９に示すプロセス値に応じたファン回転数のグラフとなる。従って、ファン１９，２０の回転数で風量を制御するようにしてもよい。

また、図１０に示す空調設備３００のように、より厳密な圧力制御を行いたい場合には、演算部１８にゲイン２１，２２を設けてもよい。なお、ゲイン２１はＲ_ｏｕｔ／（Ｒ_ｉｎ＋Ｒ_ｏｕｔ）であり、ゲイン２２はＲ_ｉｎ／（Ｒ_ｉｎ＋Ｒ_ｏｕｔ）である。この際、Ｒ_ｉｎ及びＲ_ｏｕｔの正確な値を求めることが困難な場合は、給気ガラリ２からクリーンルーム５までの圧力損失の合計ΔＰ_ｄ１、及びクリーンルーム５から排気ガラリ８までの圧力損失の合計ΔＰ_ｄ２を用いてもよい。この場合、ゲイン２１はΔＰ_ｄ２／（ΔＰ_ｄ１＋ΔＰ_ｄ２）となり、ゲイン２２はΔＰ_ｄ１／（ΔＰ_ｄ１＋ΔＰ_ｄ２）となる。

さらに、本実施形態においては、空調設備１００の適用対象としてクリーンルームを挙げたが、適用可能な室としてはクリーンルームに何ら限定されるものではない。

また、空調設備１００においては、圧力センサ１０，１１はいずれもガラリ（給気ガラリ２及び排気ガラリ８）内に設けたが、エアが通流するダクト内に設けるようにしてもよい。また、給気ガラリ２及び排気ガラリ８自体を設けないようにしてもよい。

さらに、圧力センサ１０，１１によって測定される圧力は静圧であってもよく、動圧であってもよく、全圧（静圧と動圧との和）であってもよい。また、圧力和としては、（給気側圧力−基準圧力）＋（排気側圧力−基準圧力）の式により算出される値を指標としてもよい。基準圧力が大気圧（１０１３ｈＰａ）の場合、括弧内の圧力はそれぞれ給気側及び排気側のゲージ圧になる。

また、圧力演算部１２による圧力値の取得は常時行われてもよく、所定の間隔で行われてもよい。また、図７に示すフローは、圧力値に変化が生じた場合に常に行われるようにしてもよく、圧力値についての変化量が所定の範囲を外れた（変化量が大きすぎる）場合にのみ行われるようにしてもよい。

さらに、図示の各手段はダクトを介して接続されているが、例えば給気ファン３及び制御ダンパ４を一体的に形成し、ダクトを介さずに接続されてもよい。また、各手段の設置の形態も任意である。

また、給気ファン３及び制御ダンパ４に代えて、インバータ制御される給気ファンとしてもよい。

さらに、前記の各実施形態において説明したグラフは必ずしも図示の形状のグラフにはならず、運転条件や設計変更により形状が異なることがある。ただし、このような場合であっても、前記の説明が同様に適用可能である。また、グラフを用いずに、例えば、予め幾つかの運転条件でデータを得て作成されたデータベース等を用いてダンパ等の制御を行うようにしてもよい。

また、給気側圧力測定手段及び排気側圧力測定手段として、本実施形態においては圧力センサを用いているが、圧力を測定することができる手段であればどのようなものであってもよい。さらに、給気側風量制御手段及び排気側風量制御手段として、本実施形態においてはモータダンパ及びインバータ制御されるファンを用いているが、風量を制御可能な手段であればどのようなものであってもよい。

２ 給気ガラリ（ガラリ）
５ クリーンルーム（室）
８ 排気ガラリ（ガラリ）
１０ 圧力センサ（給気側圧力測定手段）
１１ 圧力センサ（排気側圧力測定手段）
１６ モータダンパ（給気側流量制御手段）
１７ モータダンパ（排気側流量制御手段）
１８ 演算部（演算手段）
１９ インバータ制御されるファン（給気側流量制御手段）
２０ インバータ制御されるファン（排気側流量制御手段）
１００ 空調設備
２００ 空調設備
３００ 空調設備

Claims (6)

1. 室にエアを給気するとともに前記室からエアを排気する空調設備であって、
   前記室のエア給気側に備えられ、前記室に給気されるエアの圧力を測定する給気側圧力測定手段と、
   前記室のエア排気側に備えられ、前記室から排気されるエアの圧力を測定する排気側圧力測定手段と、
   前記室に給気されるエアの流量を制御する給気側流量制御手段と、
   前記室から排気されるエアの流量を制御する排気側流量制御手段と、
   前記給気側流量制御手段及び前記排気側流量制御手段を制御する演算手段と、を備え、
   前記演算手段は、
   前記給気側圧力センサにより測定された結果に基づき給気側圧力と、前記給気側圧力センサにより測定された結果に基づき排気側圧力と、を算出し、
   算出された給気側圧力と算出された排気側圧力との圧力和を算出し、圧力和と給気風量及び排気風量とについての予め設定された関係に基づいて給気風量及び排気風量を決定し、決定された給気風量及び排気風量となるように前記給気側流量制御手段及び前記排気側流量制御手段を制御する
   ことを特徴とする、空調設備。
2. 前記演算手段は、
   前記室に接続される設備に応じて決定されるパラメータを、算出された給気側圧力に対して乗じて得られた圧力と、
   前記室に接続される設備に応じて決定されるパラメータを、算出された排気側圧力に対して乗じて得られた圧力と、の和を、前記圧力和として算出する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の空調設備。
3. 前記室の給気側には給気ガラリが前記室に接続して備えられ、
   前記室の排気側には排気ガラリが前記室に接続して備えられ、
   前記給気側圧力測定手段は前記給気ガラリ内に備えられ、
   前記排気側圧力測定手段は前記排気ガラリ内に備えられる
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の空調設備。
4. 前記給気側流量制御手段は、ダンパ又はインバータ制御されるファンである
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の空調設備。
5. 前記排気側流量制御手段は、ダンパ又はインバータ制御されるファンである
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の空調設備。
6. 演算手段により、室にエアを給気するとともに前記室からエアを排気する空調方法であって、
   前記室に給気されるエアの圧力を取得する給気側圧力取得ステップと、
   前記室から排気されるエアの圧力を取得する排気側圧力取得ステップと、
   前記給気側圧力取得ステップにおいて取得した結果に基づき給気側圧力を算出する給気側圧力算出ステップと、
   前記排気側圧力取得ステップにおいて取得した結果に基づき排気側圧力を算出する排気側圧力算出ステップと、
   算出された給気側圧力と排気側圧力との和である圧力和を算出する圧力和算出ステップと、
   圧力和と給気風量及び排気風量とについての予め設定された関係に基づいて、給気風量及び排気風量を決定する流量決定ステップと、
   決定された風量になるように、給気風量及び排気風量を制御する流量制御ステップと、を含む
   ことを特徴とする、空調方法。

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