JP2017048940A - クリーンルーム用空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】結露を防止しつつ、低コストかつ高精度にクリーンルーム内の室圧や湿度を制御可能なクリーンルーム用空調システムを提供する。【解決手段】建屋４に配置されたクリーンルーム１，２に建屋４の外気を導く給気用ダクト１０と、給気用ダクト１０を通流し、クリーンルーム１，２に温調したエア（外気）を給気、温調又は温調と除湿とをする空調機１１と、クリーンルーム１，２に給気する外気を加湿する蒸気放出管１１ｃと、クリーンルーム１，２からの排気を、天井裏３に排気する天井排気ユニット４０と、天井排気ユニット４０によって排気が排出される天井裏３の露点温度を計測する露点温度計３３と、露点温度計３３により計測された露点温度に基づいて、クリーンルーム１，２に給気する温調されたエア（外気）への加湿量を変化させるように蒸気放出管１１ｃを制御するコントローラ５０と、を備える【選択図】図１

Description

本発明は、クリーンルーム用空調システムに関する。

再生医療施設や実験動物飼育施設等におけるクリーンルームでは、清浄度のクラスが異なる部屋が複数配置されていることが多い。これらのクリーンルームのうち、再生医療施設に設置されたものは、細胞調製室や細胞培養室等といわれることがある。これらのクリーンルームでは、清浄度の低い部屋から高い部屋への空気の漏洩を抑制するため、隣り合う部屋の室圧の差を設けるようにしている。

クリーンルームの空調に関する技術として、例えば特許文献１及び２に記載された技術が知られている。特許文献１には、クリーンルームにつながる排気用ダクト、空気をクリーンルームから排気する排気ファン、旋回羽根の旋回によってダクトを通る空気の量を調節するモータダンパ、ダクトを通る空気の圧力を計測する圧力センサ、ダンパの羽根の開度を調節するコントローラを有する排気装置が記載されている。

また、特許文献２には、クリーンルーム内の塵埃数を計測する塵埃センサと、クリーンルーム内の温度を計測する温度センサと、クリーンルームにエアを供給するファンと、塵埃センサによって計測されるクリーンルーム内の塵埃数と、温度センサによって計測されるクリーンルーム内の温度と、に基づいて、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ファンを制御する風量制御部と、を備えるクリーンルーム設備が記載されている。

特開２０１１−３３３１０号公報 特開２０１３−１３４０１５号公報

特許文献１に記載の技術では、クリーンルーム内の空気は、排気用ダクトを通じて建屋外に排気されている。そのため、これらの技術では、長く複雑な経路を有する排気用ダクトが備えられることがあり、排気用ダクトの設置スペースの観点から、設計上の制限が存在する。

また、排気用ダクトには、室圧制御用のモータダンパが備えられることがあるが、モータダンパによる開度調整での室圧制御では、高精度な室圧制御が難しい。さらに、長い経路の排気用ダクトのため圧力損失が大きい。加えて、モータダンパによる圧力制御では、通過風量が少ないと室圧の変動が大きくなるため、室圧を安定させる観点から、低風量に設定することができない。そのため、モータダンパを備える排気用ダクトには大風量で空気が通風しているために、導入する外気の空調処理や送風に多大なエネルギが要されている。さらに、長く複雑な経路の排気用ダクトの設備費や室圧制御機能付きのモータダンパの費用が必要であり、据付作業にも時間が要されている。

そこで、特許文献２に記載の技術のように、排気用ダクトを設けず、クリーンルームの外であって建屋の中で、空気を循環させることも考えられる。しかし、このような技術では、給気ファンの動力によって空気が循環されている。そして、クリーンルームの内部から外への排気経路である床はグレーチングであるため、流動抵抗がほとんどない。そのため、この技術では室圧を上げることができないことから、隣り合う部屋間で室圧の差を設定することは困難である。従って、特許文献２に記載の技術では、各部屋の室圧制御に課題がある。

また、特許文献２記載の技術では、湿度（即ち循環する空気の湿度）の制御を行っていない。設置したドライコイルで循環する空気が冷却されるが、除湿されないため、部屋に作業者が滞在すると、循環する空気に含まれる水分が徐々に増加し得る。従って、冬場等で建屋内の気温が下がった場合には、天井裏空間の空気の露点温度が建屋の温度よりも高くなり、建屋内で結露が生じる可能性がある。結露は微生物の増殖に好適な環境であるため、建屋内でのコンタミネーションリスクを抑制する観点から、このような結露は十分に抑制されることが好ましい。そして、この観点からは、クリーンルームから建屋内部に排気された空気が、除湿機等によって十分に除湿されることが好ましい。しかし、空気の循環量は多く、循環する空気の全体を除湿しようとすると、除湿コストが嵩む。

さらには、空気の循環量はほぼ一定であるため、複数のクリーンルームが設置されている場合に、クリーンルーム内の室圧や湿度が相互に干渉し得る。そのため、複数のクリーンルームが設置されている場合に、各クリーンルーム内の室圧や湿度について、高精度に制御できるようにすることが好ましい。

本発明はこれらの課題に鑑みて為されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、結露を防止しつつ、低コストかつ高精度にクリーンルーム内の室圧や湿度を制御可能なクリーンルーム用空調システム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ために鋭意検討を行った。その結果、以下の知見を見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明の要旨は、建屋内に配置された複数のクリーンルームに前記建屋外の外気を導く給気用ダクトと、前記給気用ダクトを通流し、前記複数のクリーンルームに外気を給気する給気装置と、前記複数のクリーンルームに給気する外気を温調又は温調と除湿とをする温調除湿装置と、前記複数のクリーンルームに給気する外気を加湿する加湿装置と、前記複数のクリーンルームからの排気を、前記複数のクリーンルームの外部であって前記建屋の内部に排気する排気装置と、前記排気装置によって排気が排出される空間の露点温度を計測する露点温度計測装置と、前記露点温度計測装置により計測された露点温度に基づいて、前記複数のクリーンルームに給気する外気への加湿量を変化させるように前記加湿装置を制御する演算制御装置と、を備えることを特徴とする、クリーンルーム用空調システムに関する。

本発明によれば、結露を防止しつつ、低コストかつ高精度にクリーンルーム内の室圧や湿度を制御可能なクリーンルーム用空調システムを提供することができる。

第一実施形態のクリーンルーム用空調システムの構成図である。 図１に示すクリーンルーム用空調システムに取り付けられる天井排気ユニットの構成図である。 図１に示すクリーンルーム用空調システムにおける加湿量制御の際のフローチャートである。 第二実施形態のクリーンルーム用空調システムの構成図である。 図４に示すクリーンルーム用空調システムにおける加湿量制御の際のフローチャートである。 第三実施形態のクリーンルーム用空調システムの構成図である。 図６に示すクリーンルーム用空調システムにおける加湿量制御の際のフローチャートである。 第四実施形態のクリーンルーム用空調システムの構成図である。 第五実施形態のクリーンルーム用空調システムに取り付けられる天井排気ユニットの構成図である。 第六実施形態のクリーンルーム用空調システムの構成図である。 従来のクリーンルーム用空調システムの構成図である。

本実施形態のクリーンルーム用空調システムの構成を把握し易くするために、はじめに、従来使用されてきたクリーンルーム用空調システムの構成を説明する。

図１１は、従来のクリーンルーム用空調システム７００の構成図である。以下、「クリーンルーム用空調システム」のことを単に「空調システム」と略記することがある。空調システム７００は、建屋４内に設置されたクリーンルーム１及びクリーンルーム２の空調を行うものである。空調システム７００は、空調機１１と、定風量制御装置１２と、ＨＥＰＡフィルタ１３と、吹き出し口１４と、を備えて構成される。これらのうち、空調機１１（給気装置、温調除湿装置、加湿装置）は、フィルタ１１ａと、熱交換コイル１１ｂ（温調除湿装置）と、蒸気放出管１１ｃ（加湿装置）と、給気ファン１１ｄ（給気装置）とを備えて構成される。

空調機１１と、定風量制御装置１２と、ＨＥＰＡフィルタ１３と、吹き出し口１４とは、給気用ダクト１０により接続されている。そして、給気用ダクト１０は、クリーンルーム１，２に対して並列に接続されている。従って、空調機１１によって外部から取り込まれた外気は、定風量制御装置１２、ＨＥＰＡフィルタ１３及び吹き出し口１４を通じて、クリーンルーム１，２に対してそれぞれ供給される。このとき、クリーンルーム１，２の上流にそれぞれ備えられた定風量制御装置１２，１２により、クリーンルーム１，２に対してそれぞれ定風量で、外気が供給される。なお、クリーンルーム１，２に供給される外気には、蒸気放出管１１ｃから蒸気が放出されるが、この点については後記する。

また、空調システム７００は、排気ファン２１と、風量制御ダンパ２２と、室圧制御ダンパ２３と、ＨＥＰＡフィルタ２４と、吸い込み口２５と、を備えて構成される。これらは、排気用ダクト２０により接続されており、排気用ダクト２０は、クリーンルーム１，２に対して並列に接続されている。従って、クリーンルーム１，２内の空気は、吸い込み口２５，ＨＥＰＡフィルタ２４、室圧制御ダンパ２３、風量調整ダンパ２２及び排気ファン２１を通じて、外部に排出されることになる。このとき、クリーンルーム１，２の下流側に設けられた風量調整ダンパ２２，２２が調整されることで、それぞれのクリーンルーム１，２内の風量が調整される。風量調整ダンパ２２による風量調整は、一般に手動で行われる。また、クリーンルーム１，２の下流側に設けられた室圧制御ダンパ２３，２３が、圧力計２６，２６の測定値を各クリーンルーム１，２の所定値にするように制御されることで、それぞれのクリーンルーム１，２内の室圧が制御される。特に、再生医療施設や実験動物飼育施設等に設置されたクリーンルームでは、クリーンルーム１，２の室圧に差が設けられている。

これらの制御は、コントローラ５０（演算制御装置）によって行われる。コントローラ５０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、センサ回路、制御回路等を備え、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。

ここで、クリーンルーム１，２内で作業する作業員の快適さの観点から、クリーンルーム１，２には、加湿された空気が給気される場合がある。そのため、空調機１１には、取り込まれたエア（外気）を熱交換コイル１１ｂ等によって温調又は温調と除湿とをした後、温調された空気の湿度が低すぎる場合に、温調されたエア（外気）に対して蒸気を供給するための蒸気放出管１１ｃ及び蒸気調整弁３１が設けられている。蒸気調整弁３１にはコントローラ５０が接続され、コントローラ５０によって蒸気調整弁３１の開度が制御されることで、蒸気放出管１１ｃから外気に対して供給される蒸気の量が制御される。また、図１１に示す空調システム７００では、クリーンルーム１内の湿度を計測する湿度計３０が設けられている。

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。なお、図面に示す構成は模式的なものであり、本発明は図示の構成になんら限定されるものではない。また、以下の図１〜図１０において、前記の図１１に示した部材を同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。

［１．第一実施形態］
図１は、第一実施形態のクリーンルーム用空調システム１００の構成図である。図１に示す空調システム１００では、前記の空調システム７００と同様にして、複数のクリーンルームであるクリーンルーム１，２に対して給気が行われる。しかし、クリーンルーム１，２からの排気は、前記の空調システム７００とは異なる方法で行われる。即ち、図１に示す空調システム１００では、クリーンルーム１，２からの排気は、天井パネル６（図２参照、図１では図示しない）に取り付けられた天井排気ユニット４０，４０を通じて、クリーンルーム１，２の外部であって建屋４の内部である天井裏３に排気される（天井排気ユニット４０については後記する）。そして、天井裏３に排気された空気が、建屋４に取り付けられた排気口７３を介して、屋外に排気される。排気口７３には、虫や大きな塵埃の流入を防止するためのフィルタを設置することもできる。

図２は、図１に示すクリーンルーム用空調システム１００に取り付けられる天井排気ユニット４０の構成図である。図２には、クリーンルーム１の吸い込み口２５に取り付けられる天井排気ユニット４０を一つのみ図示している。また、図２では、図示の簡略化のために、一部の部材の図示を省略又は簡略化して示している。さらに、図２において、破線矢印は、クリーンルーム１の内部から天井裏３への空気の流れを示す。

図２に示す天井排気ユニット４０（排気装置）は、筒状の形状をしており、排気ファン４１と、ＨＥＰＡフィルタ４２と、気密ダンパ４３と、粗塵フィルタ４５と、カバー４６と吸い込み口２５とから構成される。天井排気ユニット４０は、クリーンルーム１と天井裏３とを仕切る天井パネル６の開口に取り付けられている。クリーンルーム１から吸い込み口２５を通過してきた空気に含まれる塵埃はＨＥＰＡフィルタ４２で除去される。天井排気ユニット４０の上面には、粗塵フィルタ４５が備えられている。この粗塵フィルタ４５により、排気ファン４０を停止させた場合に、天井排気ユニット４０への大きな塵埃の侵入が防止される。さらに、粗塵フィルタ４５の上方には、粗塵フィルタ４５を覆うように、カバー４６が備えられている。このカバー４６により、ネズミや虫等の天井排気ユニット４０への侵入が防止される。なお、カバー４６は上側筐体４９に、ＨＥＰＡフィルタ４２は下側筐体４８に、図示しない部材により、支持固定されている。

天井排気ユニット４０には、クリーンルーム１内の圧力と基準圧（ここでは仮に天井裏３の圧力とする）との差圧を計測する差圧計４７ａ（差圧測定装置）と、前記の排気ファン４１の回転速度を制御して排気風量を調整することで、当該差圧が所定値になるようにする制御器４７ｂ（送風ファン制御装置）とが備えられている。排気ファン４１で天井裏３とクリーンルーム１との差圧を所定値に制御することで、クリーンルーム１の室圧が調整されている。

このように、クリーンルーム１内の圧力と基準圧（例えば天井裏３の圧力）との差圧が所定値に制御されることで、差圧の逆転を防止して、クリーンルーム１とクリーンルーム２との間での意図しない空気の流入が防止される。即ち、説明の簡略化のために説明を省略したが、クリーンルーム１と同様に、クリーンルーム２でも同様の差圧制御が行われている。そのため、クリーンルーム１と例えば天井裏３との差圧が一定（例えば３０Ｐａ程度）であり、かつ、クリーンルーム２と例えば天井裏３との差圧が一定（例えば１５Ｐａ程度）であるような場合、クリーンルーム２からクリーンルーム１に空気が流入することがない。さらには、非清浄空間である天井裏３からクリーンルーム１，２に空気の流入が生じることもない。

天井排気ユニット４０では、排気ファン４１で差圧を制御することで、応答の速い室圧制御が行われる。即ち、従来技術の室圧制御ダンパ２３の開度変化による室圧制御調整では、室圧制御ダンパ２３に付属したモータの応答の遅れが大きく、室圧の変動があった場合に追従するのが難しかった。これに対して、本実施形態である排気ファン４１による室圧調整では、ファンの回転数を変えることで応答の速い精密な室圧制御が可能となる。そして、排気ファン４１によって圧力が制御されることで、一つの天井排気ユニット４０のみで圧力が制御できることと、排気用ダクト２０が不要なことより、装置の小型化及び安価化が図られる。また、室圧制御ダンパ２３の制御では通過させる風量が少ないと室圧の変動幅が大きくなってしまうのに対し、排気ファン４１による室圧制御では少ない風量でも室圧が制御でき、より省エネ化が図られる。なお、排気ファン４１の回転数は、電圧やパルスや周波数等を変化させることで調整される。

排気ファン４１としては、軸流ファンや斜流ファン、横流ファン、遠心ファン等が使用可能である。また、排気ファン４１を回転駆動させるファンモータとしては、ＤＣモータやＡＣモータ、ＥＣモータ等が使用可能である。

天井排気ユニット４０は、下側筐体４８（筐体）と、筒状の上側筐体４９（筐体）とが嵌合してなる。具体的には、下側筐体４８の内部に上側筐体４９が挿入嵌合されることで、これらが一体となって天井排気ユニット４０の筐体を構成している。従って、メンテナンス等の際には、下側筐体４８と上側筐体４９とを分離することができ、これらが分離されることで、その内部に配置された排気ファン４１やＨＥＰＡフィルタ４２を交換し易くなる。また、排気ファン４１の上方には、クリーンルーム１内を気密にする気密ダンパ４３が備えられている。

天井排気ユニット４０では、下側筐体４８の内部にＨＥＰＡフィルタ４２が配置され、上側筐体４９の内部に排気ファン４１が配置されている。そして、下側筐体４８と上側筐体４９とを分離したときに、排気ファン４１とＨＥＰＡフィルタ４２とが外部に露出するようになっている。これにより、排気ファン４１やＨＥＰＡフィルタ４２が交換し易くなっている。また、排気ファン４１を交換する際には、排気ファン４１を収容する上側筐体４９は下側筐体４８から分離されるものの、ＨＥＰＡフィルタ４２を収容する下側筐体４８は天井パネル６に取り付けられたままである。そのため、ＨＥＰＡフィルタ４２が取り付けられた状態で排気ファン４１のみを交換することができる。即ち、クリーンルーム１内の清浄度を維持した状態で、排気ファン４１のみを交換することができる。

また、下側筐体４８は、クリーンルーム１と天井裏３とを仕切る天井パネル６の開口に取り付けられており、下側筐体４８の下側には、メッシュ状の吸い込み口２５が形成されている。さらに、下側筐体４８の内部には、塵埃を除去するＨＥＰＡフィルタ４２（塵埃除去フィルタ）が収容されている。

図１に戻って、空調システム１００全体の説明を続ける。前記のように、空調システム１００では、クリーンルーム１，２内の空気は天井裏３に排気され、この天井裏３の空気が排気口７３から屋外に排気される。そのため、空調システム１００では排気用ダクト２０（図１１参照）が不要となり、設計の自由度が増す。

さらには、排気用ダクト２０が存在しないため、空調システム１００の通常運転前の試運転時の調整が容易になる。即ち、従来の空調システム７００（図１１参照）では、排気用ダクト２０について、排気ファン２１からクリーンルーム１，２までの長さが異なるため、圧力損失が異なる。そのため、クリーンルーム１，２に繋がるダクト間の圧力損失を揃えるため、風量調整ダンパ２２を手動で調整する作業がクリーンルームの本格稼動前に行われ、このような試運転時の調整に手間が掛かっていた。

しかし、天井排気ユニット４０を用いる本発明では、排気用ダクトがないために前記の圧力損失を揃えるための試運転調整が不要であり、天井排気ユニット４０に備えられた差圧計で制御目標の差圧を設定するだけで良い。また、排気用ダクト２０が存在しないため、圧力損失を低減することができ、省エネルギ効果が見込まれる。そして、排気用ダクト２０や室圧制御ダンパ２３を設置する必要が無いため、空調システム１００の据え付け作業が容易になって設計の自由度が増し、さらには、設備コストの低減を図ることができる。

また、空調システム１００では、従来の空調システム７００（図１１参照）とは異なり、クリーンルーム１とクリーンルーム２とは、風量制御ダンパ２２及び室圧制御ダンパ２３を備える排気用ダクト２０により接続されていない。ここで、従来の空調システム７００では、クリーンルーム１の室圧を制御するために室圧制御ダンパ２３の開度を変更すると、その室圧制御ダンパ２３と接続されたクリーンルーム２の室圧は、排気用ダクト２０を通じて伝播し、変動し易くなる。しかし、空調システム１００では、天井裏３に排気するため、大空間の天井裏３の緩衝作用により、排気ファン４１の回転数を変化させても、他方のクリーンルームの室圧に与える影響は少なく、独立して各クリーンルーム１，２の室圧を制御することができる。

空調システム１００においては、加湿された空気がクリーンルーム１，２に給気された後、その加湿された空気が天井裏３に排気されれば、天井裏３において結露が生じ易くなる可能性がある。そこで、図１に示す空調システム１００では、天井裏３の露点温度を計測する露点温度計３３（露点温度計測装置）と、天井裏３の温度を計測する温度計３４（温度計測装置）とが備えられている。そして、計測された温度及び露点温度に基づいて、コントローラ５０が加湿量を調整する蒸気調整弁３１を制御される。これにより、クリーンルーム１，２を加湿しつつも、天井裏３の結露が十分に防止される。

図３は、図１に示すクリーンルーム用空調システム１００における加湿量制御の際のフローチャートである。図３に示すフローは、空調システム１００の通常運転時に、所定時間ごとに、図１に示したコントローラ５０によって行われる。コントローラ５０は、湿度計３２によりクリーンルーム１，２内の湿度と、露点温度計３３により天井裏３の露点温度と、温度計３４により天井裏３の温度とを計測する（ステップＳ１０１）。そして、コントローラ５０は、計測された天井裏３の露点温度が、計測された天井裏３の温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、露点温度が天井裏３の温度以上である場合には（Ｙｅｓ方向）、天井裏３の結露が生じ易くなっていると考えられる。そこで、この場合には、加湿量を抑制するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１の開度を小さくする（ステップＳ１０３）。

一方で、露点温度が天井裏３の温度よりも低い場合には（Ｎｏ方向）、天井裏３での結露は生じにくいと考えられる。そこで、この場合には、コントローラ５０は、クリーンルーム１，２の湿度が、予め定められた目標湿度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。判定の結果、クリーンルーム１の湿度が目標湿度以上である場合には（Ｙｅｓ方向）、加湿量を抑制するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１を小さくする（ステップＳ１０５）。さらに、ステップＳ１０４での判定の結果、クリーンルーム１，２の湿度が目標湿度未満である場合には（Ｎｏ方向）、加湿量を増加するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１の開度を大きくする（ステップＳ１０６）。

以上のように、天井裏３の空気の状態に基づいて給気する空気の加湿量を制御することで、クリーンルーム１，２内で作業する作業員の快適さを向上させることができる。また、天井裏３の結露を十分に防止することができる。

［２．第二実施形態］
図４は、第二実施形態のクリーンルーム用空調システム２００の構成図である。前記の第一実施形態の空調システム１００では、クリーンルーム１，２に給気する空気への加湿量を制御する（蒸気調整弁３１の開度を調整する）ことで、天井裏３での結露防止が図られていた。一方で、図４に示す空調システム２００では、天井裏３での結露防止をよりいっそう確実に防止するため、空調システム１００での蒸気調整弁３１の制御に加えて、補助的に天井裏３の除湿を行う除湿機６０が天井裏３に設置されている。

図５は、図４に示すクリーンルーム用空調システム２００における加湿量制御の際のフローチャートである。図５において、前記の図３に示すフローと同じフローについては同じステップ番号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。図５に示すフローも、前記の図３に示すフローと同様に、空調システム１００の通常運転時に、所定時間ごとに、コントローラ５０によって行われる。

コントローラ５０は、前記の空調システム１００と同様にして、クリーンルーム１，２内の湿度と、天井裏３の露点温度及び温度とを計測する（ステップＳ１０１）。そして、コントローラ５０は、前記の空調システム１００と同様にして、天井裏３の露点温度が天井裏３の温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、露点温度が天井裏３の温度以上である場合には（Ｙｅｓ方向）、天井裏３の結露が生じ易くなっていると考えられ、加湿量を抑制するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１の開度を小さくする（ステップＳ２０１）。併せて、天井裏３に結露が生じることをより確実に防止するために、コントローラ５０によって除湿機６０の稼働が開始される（ステップＳ２０１）。このとき、蒸気調整弁３１の開度が絞られているため、除湿量は開度を絞っていない場合と比べて少なくて済むため、運転コストが低減される。また、除湿量が少ないため、速やかな除湿が可能となる。

一方で、露点温度が天井裏３の温度よりも低い場合には（Ｎｏ方向）、コントローラ５０は、前記の空調システム１００と同様に、クリーンルーム１，２の湿度が目標湿度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。判定の結果、クリーンリルーム１，２の湿度が目標湿度以上である場合には（Ｙｅｓ方向）、加湿量を抑制するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１を小さくする（ステップＳ２０２）。併せて、運転コスト削減のため、除湿機６０が稼働している場合には、コントローラ５０によって除湿機６０の稼働が停止される（ステップＳ２０２）。

さらに、ステップＳ１０４での判定の結果、クリーンルーム１，２の湿度が目標湿度未満である場合には（Ｎｏ方向）、クリーンルーム１，２の湿度が依然低いことから、加湿量を増加するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１の開度を大きくする（ステップＳ２０３）。併せて、前記のステップＳ２０２と同様に天井裏３の結露の可能性が低く、除湿を行う必要がないため、運転コストの削減の観点から、除湿機６０が稼働している場合には、コントローラ５０によって除湿機６０の稼働が停止される（ステップＳ２０３）。

以上のように、蒸気調整弁３１の開度の制御に加えて、必要に応じて除湿機６０を稼働させることで、短時間で天井裏３を除湿することができ、天井裏３の結露をより確実に防止することができる。

［３．第三実施形態］
前記の第一実施形態の空調システム１００では、クリーンルーム１，２に給気する空気への加湿量を制御する（蒸気調整弁３１の開度を調整する）ことで、天井裏３での結露防止が図られていた。一方で、図６に示す空調システム３００では、天井裏３での結露防止をよりいっそう確実に防止するため、空調システム１００での蒸気調整弁３１の制御に加えて、加湿前の温調されたエア（外気）を天井裏３に導入することで天井裏３の湿度を低下させる制御が行われる。

図６は、第三実施形態のクリーンルーム用空調システム３００の構成図である。空調システム３００では、空調機１１における熱交換コイル１１ｂと蒸気放出管１１ｃとの間に、天井裏３に連通し、温調された後であって加湿前のエア（外気）を天井裏３に導入するための温調エア短絡ダクト７０（外気短絡ダクト）が備えられている。従って、熱交換コイル１１ｂによって温調されたエア（外気）の一部は、温調エア短絡ダクト７０に設置された短絡温調エア給気ファン７４(短絡外気給気装置)を用いて、天井裏３に導入される。また、温調エア短絡ダクト７０の途中には、温調エア短絡ダクト７０を通流する温調されたエア（外気）の風量を制御する短絡温調エア風量制御ダンパ７１（短絡外気風量制御装置）が備えられている。

図７は、図６に示すクリーンルーム用空調システム３００における加湿量制御の際のフローチャートである。図７においても、前記の図３に示すフローと同じフローについては同じステップ番号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。図７に示すフローも、前記の図３に示すフローと同様に、空調システム１００の通常運転時に、所定時間ごとに、コントローラ５０によって行われる。

コントローラ５０は、前記の空調システム１００と同様にして、クリーンルーム１内の湿度と、天井裏３の露点温度及び温度とを計測する（ステップＳ１０１）。そして、コントローラ５０は、前記の空調システム１００と同様にして、天井裏３の露点温度が天井裏３の温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、露点温度が天井裏３の温度以上である場合には（Ｙｅｓ方向）、結露が生じ易くなっていると考えられ、加湿量を抑制するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１の開度を小さくする（ステップＳ３０１）。併せて、天井裏３に結露が生じることをより確実に防止するために、コントローラ５０は、短絡温調エア風量制御ダンパ７１の開度を大きくする（ステップＳ３０１）。これにより、空調機１の熱交換コイル１１ｂ（図６参照）を経て温調したエア（外気）がそのまま天井裏３に給気されるため、天井裏３での湿度が低下する。そのため、天井裏３での結露がより確実に防止される。

一方で、露点温度が天井裏３の温度よりも低い場合には（Ｎｏ方向）、コントローラ５０は、前記の空調システム１００と同様に、クリーンルーム１，２の湿度が目標湿度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。判定の結果、クリーンルーム１，２の湿度が目標湿度以上である場合には（Ｙｅｓ方向）、加湿をする必要がなく、加湿量を抑制するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１を小さくする（ステップＳ３０２）。併せて、天井裏３の結露の可能性が低いため、もし短絡温調エア風量制御ダンパ７１の開度が大きい場合には、コントローラ５０は短絡温調エア風量制御ダンパ７１の開度を小さくする（ステップＳ３０２）。

さらに、ステップＳ１０４での判定の結果、クリーンルーム１，２の湿度が目標湿度未満である場合には（Ｎｏ方向）、加湿量を増加するために、コントローラ５０は蒸気調整弁３１の開度を大きくする（ステップＳ３０３）。併せて、前記のステップＳ３０２と同様に天井裏３の結露の可能性が低いため、コントローラ５０は短絡温調エア風量制御ダンパ７１の開度を小さくする（ステップＳ３０３）。

以上のように、蒸気調整弁３１の開度の制御に加えて、必要に応じて温調したエア（外気）を天井裏３に給気することで、特別な装置を用いることなく、天井裏３の結露を十分に防止することができる。また、天井裏３の結露を十分に防止しつつも、クリーンルーム１，２内の湿度を高めることができ、クリーンルーム１，２内で作業する作業員の快適さを向上させることができる。

［４．第四実施形態］
前記の図６に示す空調システム３００では、天井裏３の露点温度が露点温度計３３によって計測され、計測された露点温度に基づいて蒸気放出管１１ｃからの加湿量制御が行われていた。しかし、第四実施形態の空調システム５００では、露点温度を計測することに代えて湿度が計測され、計測された湿度に基づいて加湿量制御が行われる。

図８は、第四実施形態のクリーンルーム用空調システム５００の構成図である。空調システム５００では、前記の空調システム３００における露点温度計３３に代えて、天井裏３の湿度を計測する湿度計３５が備えられている。そして、コントローラ５０は、温度計３４により計測された温度と、湿度計３５により計測された湿度とに基づいて露点温度を算出する。従って、温度計３４及び湿度計３５が露点温度計測装置に相当する。そして、コントローラ５０は、算出された露点温度と、計測された温度とに基づいて加湿量制御を行う。

空調システム５００で行われる加湿量制御は、説明の簡略化のために説明を割愛するが、各ステップで用いる露点温度が計測値ではなく算出値であること以外は前記の空調システム３００における制御（図７参照）と同様にして行うことができる。

［５．第五実施形態］
前記の各実施形態では、空調システム１００〜５００の全体について説明した。そして、これらの空調システム１００〜５００に備えられる天井排気ユニットとしては、図２に示す天井排気ユニット４０に代えて、以下で説明する天井排気ユニット８０も適用可能である。

図９は、第五実施形態のクリーンルーム用空調システム（図示せず）に取り付けられる天井排気ユニット８０の構成図である。図９に示す天井排気ユニット８０は、前記の天井排気ユニット４０の構成を簡略化したものである。即ち、図９に示す天井排気ユニット８０は、排気ファン４１と、ＨＥＰＡフィルタ４２と、粗塵フィルタ４５と、カバー４６とを備えており、前記の天井排気ユニット４０に備えられる気密ダンパ４３等は備えられていない。また、天井排気ユニット８０では、前記の天井排気ユニット４０とは異なり、一つの筒状の筐体８１の内部に排気ファン４１等が収容されている。

図９に示すような簡略化した構成の天井排気ユニット８０を用いても、クリーンルーム１，２を加湿しつつ、天井裏３の結露を防止することができる。

［６．第六実施形態］
前記の各実施形態では、天井裏３に排気された空気は、排気口７３（適宜フィルタ等が備えられる）を通じて屋外に排気されていた。しかし、第六実施形態の空調システム６００では、この排気口７３に代えて、屋外への排気を促すための排気ファン２１が建屋４に備えられている。

図１０は、第六実施形態のクリーンルーム用空調システム６００の構成図である。空調システム６００では、クリーンルーム１，２内の空気は天井裏３に排気され、この天井裏３の空気が排気ファン２１によって屋外に排気される。このようにすることで、天井裏３に排気された空気が、迅速に天井裏３から屋外に排気されるため、天井裏３の結露がより確実に防止される。

［７．変形例］
以上、本実施形態を六つの具体的な実施形態を挙げて説明したが、本実施形態は前記の例になんら制限されるものではなく、適宜変更を加えて実施可能である。

例えば、前記の各実施形態において制御した蒸気調整弁３１の開度は、「大きくする」又は「小さくする」とした。そして、どの程度大きく又は小さくするかは、試運転時の結果等に基づいて適宜決定すればよい。また、「大きくする」ことに代えて、「全開にする」としたり、「小さくする」ことに代えて「全閉にする」としたりしてもよい。

また、短絡温調エア風量制御ダンパ７１の開度についても、蒸気調整弁３１と同様に、どの程度大きく又は小さくするかは適宜決定すればよい。また、「大きくする」ことに代えて、「全開にする」としたり、「小さくする」ことに代えて「全閉にする」としたりしてもよい。

さらに、図示の例では、複数のクリーンルームとして二つのクリーンルームを設けたが、三つ以上のクリーンルームが設けられてもよい。

また、前記のように、各空調システム１００〜６００では、試運転時の微調整が不要であるため、給気用ダクト１０には、微調整用ダンパを備えることは不要であるが、微調整用ダンパは適宜備えてもよい。

さらに、給気用ダクト１０は、途中で分岐しており、それぞれにクリーンルーム１，２が接続されているが、クリーンルーム１，２への給気はそれぞれから独立させて行ってもよい。即ち、クリーンルーム１，２のそれぞれに独立した二系統の給気用ダンパが接続されるようにしてもよい。

また、図２に示す例では、差圧計４７ａにより測定される差圧が一定になるように（所定値になるように）制御器４７ｂが排気ファン４１を制御したが、当該差圧が一定でなくても、例えば計測される差圧が予め定められた設定範囲になるように（即ち計測される差圧がある程度幅を持つように）、制御器４７ｂが排気ファン４１を制御するようにしてもよい。

さらに、前記の例では、熱交換コイル１１ｂ等により温調された外気がクリーンルーム１，２に給気されるようにしたが、温調されない外気がそのままクリーンルーム１，２に給気されるようにしてもよい。また、空調機１１は、除湿せずに温調のみを行うようにしてもよい。

クリーンルーム１，２内の目標湿度は、ある程度幅を持つように設定してもよい。

温度計３４は天井裏３に存在する壁や梁の温度を計測してもよい。

天井裏３の露点温度は、天井裏３の乾球温度(前記の温度)、湿球温度、相対湿度や絶対湿度のうち、いずれか二つを計測し、露点温度を算出させてもよい。

空調機１１内の熱交換コイル１１ｂは、取り入れた外気を冷却、暖房又は冷却後に再暖房を行う構成でもよく、外気の温調及び除湿を行うことができる。

１ クリーンルーム
２ クリーンルーム
３ 天井裏
４ 建屋
１０給気用ダクト
１１ 空調機
１１ｃ 蒸気放出管
２１ 排気ファン
３３ 露点温度計
３４ 温度計
３５ 湿度計
４０ 天井排気ユニット
４１ 排気ファン
４３ 気密ダンパ
４４ 圧力制御ダンパ
４６ カバー
４７ａ 差圧計
４７ｂ 制御器
４８ 下側筐体
４９ 上側筐体
５０ コントローラ
７０ 温調エア短絡ダクト
７１ 短絡温調エア風量制御ダンパ
７３ 排気口
７４ 短絡温調エア給気ファン
８０ 天井排気ユニット
１００ クリーンルーム用空調システム
２００ クリーンルーム用空調システム
３００ クリーンルーム用空調システム
５００ クリーンルーム用空調システム
６００ クリーンルーム用空調システム
７００ クリーンルーム用空調システム

Claims (3)

1. 建屋内に配置された複数のクリーンルームに前記建屋外の外気を導く給気用ダクトと、
   前記給気用ダクトを通流し、前記複数のクリーンルームに外気を給気する給気装置と、
   前記複数のクリーンルームに給気する外気を温調又は温調と除湿とをする温調除湿装置と、
   前記複数のクリーンルームに給気する外気を加湿する加湿装置と、
   前記複数のクリーンルームからの排気を、前記複数のクリーンルームの外部であって前記建屋の内部に排気する排気装置と、
   前記排気装置によって排気が排出される空間の露点温度を計測する露点温度計測装置と、
   前記露点温度計測装置により計測された露点温度に基づいて、前記複数のクリーンルームに給気する外気への加湿量を変化させるように前記加湿装置を制御する演算制御装置と、を備えることを特徴とする、クリーンルーム用空調システム。
2. 前記クリーンルームに給気される外気であって前記加湿装置によって加湿される前の外気のうちの一部を、前記複数のクリーンルームの外部であって前記建屋の内部に導く外気短絡ダクトを備えることを特徴とする、請求項１に記載のクリーンルーム用空調システム。
3. 前記外気短絡ダクトには、外気を通流させる短絡外気給気装置と、前記外気短絡ダクトを通流する外気の風量を制御する短絡外気風量制御装置とが備えられ、
   前記演算制御装置は、前記露点温度計測装置により計測された露点温度に基づいて、前記複数のクリーンルームの外部であって前記建屋の内部に導く外気の量を変化させるように、前記短絡外気風量制御装置を制御することを特徴とする、請求項２に記載のクリーンルーム用空調システム。

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