JP4435898B2

JP4435898B2 - Air purification air conditioner and air purification air conditioning method

Info

Publication number: JP4435898B2
Application number: JP08487899A
Authority: JP
Inventors: 仁稲葉; 弘五味
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000279741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気浄化空調装置及び空気浄化空調方法に関し、更に詳細には例えば循環系のエアに対して温度調整、湿度調整及び不純物除去を同時に行ってクリーンエアを得るのに好適に使用可能な空気浄化空調装置及び空気浄化空調方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や液晶などの電子ディバイス製品は、空気温湿度を一定にし且つ空気中に含まれる粒子の濃度や可溶性ガス不純物濃度を低レベルに制御した高い清浄度の環境、所謂クリーンルーム（以下、単にＣＲと称する）で製造されていることは既に知られている。このようなＣＲ内の環境においては、電子ディバイス製造装置やＣＲ内空気を清浄に維持するための機器からの発熱が多いため、冬季においても冷房負荷となっている。
【０００３】
しかし、秋季から春季にかけての加湿期における加湿は、従来から外気処理系で行われており、加湿のための加熱が必要となっている。すなわち、加湿期における加湿は、外気処理系において加湿のための熱エネルギを付加し、所定の露点まで加湿を行い空調空間であるＣＲに供給している。これは、加湿期における外気は温度が低いため単に水と気液接触をさせても処理空気が所定の露点にならないためである。
【０００４】
また、可溶性ガス不純物の除去は、この外気処理系における加湿及び温度制御、或いはＣＲ内空気循環系における温度制御（冷却）とは独立した手段、例えばケミカルフィルタによって行われていた。なお、除湿期においては、外気処理系の除湿部において可溶性ガス不純物の除去が若干可能となっている。
【０００５】
また、一部の外気処理系では、水散布による加湿（空気洗浄）及び可溶性ガス不純物の除去を行う装置が使われており、加湿期においても可溶性ガス不純物の除去が可能となっている。しかし、この場合でも加湿のための加熱が必要であることに変わりはない。
【０００６】
他方、ＣＲ内空気循環系においては、湿度制御は結露を生じさせて室内湿度を変動させることを防ぐようにされている。すなわち、結露を避ける制御がされた乾式熱交換器、即ち露点以上で冷却処理する熱交換コイルによる冷却が行われている。しかし、上記の乾式熱交換器では可溶性ガス成分をまったく除去することができないことから、循環系にケミカルフィルタを設置して可溶性ガス成分の除去を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように加湿期においては、ＣＲ内が年間冷房にも係わらず外気が低温であるためわざわざ気化熱分を温熱源により外気処理系に供給しており、ここで供給した熱はＣＲ内において新たな熱負荷源となっている。そのため、加湿に要する熱量分の加熱と冷却とに少なからぬ運転費がかかり、設備も大きくなるという問題があった。
【０００８】
また、可溶性ガス成分の除去において従来使用されているケミカルフィルタは、高価で且つ数年ごとに交換する必要があるため、ＣＲの空気清浄化装置におけるランニングコストを大きく上昇させるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、加湿に要する熱エネルギを節約して温湿度の制御をすると同時に、被処理空気中に存在する可溶性ガス成分を除去する空気浄化空調装置及び空気浄化空調方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は空気浄化空調装置であり、前述の技術的課題を解決するために以下のような構成とされている。すなわち、本発明の空気浄化空調装置は、空気流を形成する送風機と、前記空気流の経路内に配置され、気液接触による加湿及び可溶性ガス成分の１次除去を行う加湿浄化部、及びこの加湿浄化部の下流に、前記加湿浄化部で処理された空気の冷却を行うと共に前記加湿浄化部で加湿した水分の一部の除湿及び可溶性ガス成分の２次除去を行う冷却除湿浄化部を備えてなる空調機本体とから構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成の空気浄化空調装置では、加湿浄化部において被処理空気を加湿し且つ被処理空気に含まれる可溶性ガス成分を除去するために採用される水と被処理空気との気液接触手段として、水噴霧手段と吸水性のエリミネータを用いることができ、このエリミネータとしては加湿性能及びガス吸収性能を有する吸水性素材を使用することができる。
【００１２】
更に、気液接触手段として使用される水噴霧手段で噴霧される加湿及び可溶性ガス成分吸収用の水は、上水、工業用水、或いは井戸水などの一般水を利用することができるが、純水を使用することが好ましい。
【００１３】
＜本発明における具体的構成＞
本発明の空気浄化空調装置は、前述した必須の構成要素からなるが、その構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立する。その具体的構成要素とは、前記空気流の経路が循環系の一部を構成していることを特徴とする。この場合、この空調機本体には外気が直接導入されず、空気循環系内の還流空気のみを循環させて浄化空調を行うことができる。
【００１４】
＜本発明における付加的構成＞
また、本発明の空気浄化空調装置では、前記空調機本体の前記冷却除湿浄化部から出る処理空気の温度を所定温度又は露点に制御する制御装置を更に設けることができ、この制御装置による前記冷却除湿浄化部における処理空気温度又は露点の制御により前記空気循環系の絶対湿度を調整することが可能となる。
【００１５】
更に、本発明の空気浄化空調装置では、前記空調機本体の前記冷却除湿浄化部から出る処理空気量を制御する制御装置を更に設けることができ、この制御装置による前記冷却除湿浄化部の処理空気量制御により前記空気循環系の温度を制御することが可能となる。
【００１６】
更にまた、本発明の空気浄化装置では、前記加湿浄化部での加湿用熱エネルギー源として、前記空気循環系から発生する排熱（生産装置の機器排熱など）を、前記循環空気を介して利用することが好ましい。
【００１７】
更に、本発明は空気浄化空調方法であり、前述の技術的課題を解決するために以下のような構成とされている。すなわち、本発明の空気浄化空調方法は、加湿に必要な熱源として被処理空気が有する熱を利用することによってこの被処理空気へ水加湿により加湿をすること、この加湿の際に加湿水量より多くの水を被処理空気に供給して気液接触させること、この気液接触により被処理空気中の可溶性ガス成分を水に吸収させて１次除去し、同時に、加湿量を必要加湿量より多くすることにより、その後の冷却除湿浄化工程において冷却除湿を行うと共に可溶性ガス不純物の２次除去を行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明の空気浄化空調装置によると、加湿に必要な熱源として被処理空気が有する熱を利用することによってこの被処理空気への加湿がなされる。その際、加湿方法は水加湿とし、加湿水量より多くの水を被処理空気に供給して気液接触させる。これにより被処理空気中の可溶性ガス成分即ち可溶性ガス不純物が水に吸収して１次除去される。同時に、加湿量を必要加湿量より多くすることによって、その後に設けられた冷却除湿浄化部において冷却除湿を行うと共に可溶性ガス不純物が２次除去される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空気浄化空調装置に係る実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る空気浄化空調装置１０の基本構成を概略的に示す構成説明図である。この空気浄化空調装置１０は空調機本体１１を備える。この空調機本体１１の主要な構成としては、被処理空気を取り込んで通過させるチャンバー１２と、このチャンバー１２を通過する被処理空気を加湿し、同時に可溶性ガス成分の１次除去を行うための加湿浄化部１３と、この加湿浄化部１３において被処理空気を水と気液接触させるためチャンバー１２内に水を噴霧する水循環系１４と、加湿浄化部１３で処理された空気の冷却を行うと共に加湿浄化部１３で加湿した水分の一部の除湿及び可溶性ガス成分の２次除去を行う冷却除湿浄化部１５とから構成されている。
【００２０】
空調機本体１１の構成要素である加湿浄化部１３は、チャンバー１２内を通る被処理空気と水との気液接触手段である。気液接触法としては、特に手段は限定されないが、この実施形態では水噴霧手段による水噴霧と吸水性素材からなるエリミネータを組み合わせて構成している。
【００２１】
すなわち、加湿浄化部１３は、チャンバー１２内に設置された多数のスプレーノズルを備える水噴霧手段１３ａと、この水噴霧手段１３ａの下流側に設けられ、吸水性素材で形成されたエリミネータ１３ｂとから構成されている。これにより噴霧水滴面及びエリミネータ１３ｂの表面において気液接触面が形成され、被処理空気の加湿及び被処理空気中に含まれる可溶性ガス成分の吸収１次除去がなされる。
【００２２】
また、水循環系１４は、チャンバー１２内に設置された水噴霧手段１３ａに水を連続的に供給するための手段であり、水噴霧手段１３ａで噴霧され、被処理空気との気液接触により可溶性ガス成分を吸収した吸収液を貯溜すべくチャンバー１２内に設けられた吸収水貯溜タンク１４ａを備えている。この吸収水貯溜タンク１４ａには、これに集められた吸収液を再び水噴霧手段１３ａに供給するため配管１４ｂの一端が接続され、その他端は水噴霧手段１３ａに接続され、これにより水循環系１４が構成されている。
【００２３】
水循環系１４を構成する配管１４ｂには、図１に示されるように循環ポンプ１４ｃが設けられており、この循環ポンプ１４ｃの下流側に排水用の配管１４ｄが接続され、水循環系１４内を循環する加湿及びガス吸収水の一部が排水される。排水した水量と加湿した水量の分は新たに補給水として水循環系１４内に補給されるが、その構成としては、一端が吸収水貯溜タンク１４ａの内部に連通し、他端が給水源（図示せず）に接続された補給水供給用の配管１４ｅが設けられている。
【００２４】
この水循環系１４で使用される水、即ち水噴霧手段１３ａで噴霧される加湿及び可溶性ガス成分吸収用の水は、上水、工業用水、或いは井戸水などの一般水を利用することができるが、純水を使用することが好ましい。前者の一般水を使用した場合には排水は完全に捨ててしまうが、後者の純水を使用する場合には、図２に示されるように配管１４ｄ、１４ｅをそれぞれ純水プラント１６に接続し、排水を純水プラント１６に戻して再生し、再び供給用の配管１４ｅを介して水循環系１４に供給することができる。
【００２５】
チャンバー１２内において吸収水貯溜タンク１４ａの下流側には、冷却除湿浄化部１５が設置され、この冷却除湿浄化部１５は、具体的には冷却除湿コイル部で構成することができる。この冷却除湿浄化部には冷水循環系２２によって冷水が供給され、これにより冷却除湿浄化部１５を通過する１次処理空気の除湿がなされる。
【００２６】
その際、冷却除湿浄化部１５、例えば冷却除湿コイル部表面には除湿による結露水ができるため、この結露水と通過空気との気液接触により１次処理空気中に残存する可溶性ガス成分の吸収除去（２次除去）がなされる。冷却コイルに流れる熱媒に対し、従来の結露防止のための流量制御でなく、室内の湿度が所定値になるように除湿のための流量制御を施している。この冷却除湿浄化部１５の下流側におけるチャンバー１２は他端の開口部に向かってその径が漸減するように絞られ、この他端開口部には送風機１７がチャンバー１２の外方向であってチャンバーの空気吸込口の反対側へ向かって送風するように設置されている。
【００２７】
これにより送風機１７が作動されると、被処理空気はチャンバー１２の一端開口部から内部に導入され、除湿浄化部１３及び冷却除湿浄化部１５を順次通過して処理され、その後処理空気はチャンバー１２の他端開口部から送出される。この空気浄化空調装置１０において、冷却能力は処理風量を変えることによって制御される。すなわち、チャンバー１２の一端開口部近傍に設置した温度センサ１８により検出される被処理空気の温度に基づいて風量制御ユニット１９が送風機１７の送風量を制御する。
【００２８】
その場合、被処理空気の温度が設定値より高い場合には、送風量を増やして冷房能力を増大し、他方、被処理空気の温度が設定値より低い場合には、送風量を減らして冷房能力を減少させる。また、この空気浄化空調装置１０では、送風機１７の下流側に設置した温度センサ２０の温度が常に一定になるように給気温度制御ユニット２１を介して冷却除湿浄化部１５を構成する冷却除湿コイル部へ冷水循環系２２により供給される冷水量を制御することにより冷却除湿浄化部１５での冷却除湿温度が制御される。
【００２９】
第１実施形態として説明したこの空気浄化空調装置１０は、本発明の基本的な構成であり、このような空気浄化空調装置１０は循環する空気流即ち空気循環系内に設置されて使用される。
【００３０】
図２は、例えば半導体製造工場等で使用されている、所定量の新鮮外気が導入される３層構造のクリーンルーム（ＣＲ）棟２５の空気循環系に前述した空気浄化空調装置１０を配置して内部の空気を浄化空調する場合の具体的な配置構造を示す構成説明図である。ＣＲ棟２５内は、天井プレナム２６、ＣＲ２７、床下プレナム２８、及びレタンシャフト２９に区画されており、前述した空気浄化空調装置１０を構成する空調機本体１１と他の一部の構成要素が床下プレナム２８に設置されている。
【００３１】
その時、送風機１７の送風口には送気管２３を介して分散給気ヘッダー２４が取り付けられ、この分散給気ヘッダー２４は、レタンシャフト２９内に配置されている。分散給気ヘッダー２４は、中空円筒体の周面に多数の送気穴が形成されたもので、レタンシャフト２９の幅よりやや短く奥行き方向に延出し、二端を塞がれている。送風機１７から送気管２３を介して分散給気ヘッダー２４に送風された処理空気は多数の送気穴からレタンシャフト２９内に分散送気される。
【００３２】
ＣＲ棟２５内の空気は、天井プレナム２６→ＣＲ２７→床下プレナム２８→及びレタンシャフト２９→天井プレナム２６へ戻る流れで循環し、天井プレナム２６に設置されているファンフィルタユニット３０より下流のＣＲ２７が最も清浄な雰囲気に維持されている。このＣＲ２７内の空気は、床下プレナム２８に設置された空気浄化空調装置１０の空調機本体１１に導入され、ＣＲ２７内で発生した排熱の冷却処理及び加湿期の加湿、並びに外気より持ち込まれたりＣＲ２７内で発生した可溶性ガス成分の除去が行われる。ＣＲ２７では製造装置等からの排気があるため、それを補給すべく常に新鮮外気が外調機３１を介して導入されている。
【００３３】
加湿はＣＲ棟２５の床下プレナム２８に設置した本発明の空気浄化空調装置１０の主要部によって行うため、本実施形態において示された外調機３１では加湿を行っていない。その結果、加熱源も必要なくなるために加熱コイルも設けていない。
【００３４】
従って、この外調機３１では、筒状のハウジングにおける軸方向一端に開放している外気取入れ口側からプレフィルタ３２ａ、中性能フィルタ３２ｂ、冷却コイル３２ｃ、送風機３２ｄ及びＨＥＰＡフィルタ３２ｅを上流側に向かって順次配置して構成された外調機本体３２を備え、この外調機本体３２の他端には導入管３３を介して外気供給分散ヘッダー３４が接続されている。この外気供給分散ヘッダー３４は、前述した分散給気ヘッダー２４と構造的にはほぼ同じものである。
【００３５】
この外調機３１は、図２に示されるように本体部分３２がＣＲ棟２５の外部に設置され、導入管３３がＣＲ棟２５の床下プレナム２８に延出して外気供給ヘッダー３４をこの床下プレナム２８に配置している。その際、この外気供給分散ヘッダー３４は、空気浄化空調装置１０の上流側、即ち被処理空気導入側に設置されている。これにより、前述したようにＣＲ２２内の製造装置等による排気分の新鮮外気が外調機３１を介して導入されて補給される。
【００３６】
次に、この空気浄化空調装置１０の動作について説明すると、ＣＲ棟２５内の空気は、前述した循環経路を通過中にその一部が空気浄化空調装置１０の空調機本体１１に導入され、ここでＣＲ棟２５内で発生した排熱を処理し所定の室温になるように制御される。すなわち、処理する空気量は処理熱量（室内で発生する処理すべき排熱量）によって決定される。
【００３７】
そして、この空気浄化空調装置１０の空調機本体１１で冷却される際の冷却温度は、ＣＲ２７内の設定露点により決定されるもので、常に一定値となる。従って、冷却量は処理風量を変えることによって制御している。例えば、処理熱量が２／３に減少すれば処理風量も約２／３に減少する。実際の制御方法としては、ＣＲ２７内に設置した温度センサ１８により検知されたＣＲ２７内の温度に基づいて風量制御ユニット１９が送風機１７の運転を制御することで行われる。
【００３８】
その場合、ＣＲ２７内の温度が設定値より高い場合は、風量制御ユニット１９を介して送風機１７の送風量を増やし冷却能力を増加させる。逆に、ＣＲ２７内の温度が設定値より低くなった場合は、風量制御ユニット１９を介して送風機１７の送風量を減らし冷却能力を減少させる。
【００３９】
具体的には、最初に、ＣＲ棟２５内の被処理空気は、床下プレナム２８に設置された空調機本体１１のチャンバー１２に導入され、加湿浄化部１３を通過し、その際に純水と気液接触させられる。すなわち、チャンバー１２内では純水が水噴霧手段１３ａから連続的に噴霧され、チャンバー１２を流通する被処理空気と気液接触し、導入空気の温湿度より水加湿される等エンタルピ変化し、相対湿度７５〜８５％に加湿される。同時に、この加湿浄化部１３において被処理空気と純水との気液接触により被処理空気中に存在している可溶性ガス成分の一部が純水中に溶解し、吸収除去（１次除去）される。
【００４０】
噴霧された純水は、下流側に設けられたエリミネータ１３ｂに到達し、このエリミ面を濡らし、そこでも加湿と可溶性ガスが吸収除去される。なお、加湿に必要な熱（気化熱）は、導入空気の持つ熱を利用している。このようにして可溶性ガスを吸収した純水は、吸収水貯溜タンク１４ａに溜まり、再び水循環系１４を介して水噴霧手段１３ａから噴霧される。つまり、純水循環系１４では純水が循環ポンプ１４ｃによって連続的に循環している。
【００４１】
この循環を繰り返している内に、水循環系１４の純水中の可溶性ガス濃度は経時的に高まると同時にその水質が酸性又はアルカリ性のいずれかに偏っていく。純水中の可溶性ガス濃度が所定の濃度よりも高くなると純水のガス吸収効率が悪くなるので、水循環系１４内の純水は、排水用の配管１４ｄから所定量が純水プラント１６に戻される。従って、純水プラント１６に戻した水量と加湿した水量の分は、新たに補給水として純水プラント１６から新たな純水が補給用の配管１４ｅを介して補給され続けている。これにより純水中の可溶性ガス濃度はほぼ所定値以下になるように管理されている。
【００４２】
加湿浄化部１３で加湿され且つ可溶性ガス成分が１次除去された空気（１次処理空気）は、次に冷却除湿浄化部１５に導入され、ここで除湿されると共に前述した加湿浄化部１３では除去しきれずに残存する可溶性ガス成分の２次除去が行われる。冷却除湿温度（露点）は、前述したようにＣＲ設定温湿度によって決定されるもので、例えば２３℃で、ＲＨ４５％の設定であれば冷却除湿温度は約１０．５度となる。従って、冷却除湿温度は、処理風量が変動しても常に一定になるように制御装置により制御されている。
【００４３】
この空気浄化空調装置１０では、送風機１７の下流側に設置した温度センサ２０の温度が常に一定になるように給気温度制御ユニット２１を介して冷却除湿浄化部１５を構成する冷却除湿コイル部へ冷水循環系２２により供給される冷水量を制御することにより冷却除湿浄化部１５での冷却除湿温度が制御される。なお、本実施形態では省エネルギと精密制御を図るため、自動三方弁による供給水と還水での流量バイパス制御を採用している。
【００４４】
この冷却除湿浄化部１５で冷却除湿された処理空気は、送風機１７により分散給気ヘッダー２４に送風され、ＣＲ棟２５内のレタンシャフト２９に分散給気され、循環空気と一様に混合される。その時の給気温度は送風機１７により昇温されるため冷却除湿後の空気より１〜２℃程度高くなる。ＣＲ２７内の空気温度は一般的には２３℃前後に制御される。
【００４５】
一方、外調機３１において除塵と冷却除湿処理された外気がＣＲ棟２５内の床下プレナム２８に供給される。加湿時には、導入外気温が露点温度以上の場合は露点温度まで冷却コイル３２ｃで冷却され、導入外気温が露点温度以下の場合は冷却せずに給気される。なお、この外調機３１において、従来のように加熱処理や加湿処理を行っても性能上特に問題はないが、本空気浄化空調装置１０を使用するにあたってのランニングコストの低減効果が減少することになる。
【００４６】
なお、図２に示される空気浄化空調装置１０では、冷却除湿浄化部１５における冷却除湿温度の制御を、送風機１７の下流側に配置した温度センサ２０を用いたが、これに代えて露点センサを用いて露点温度を検出するようにしてもよい。また、空気浄化空調装置１０の空調機本体１１をＣＲ棟２５内の床下プレナム２８に設置したが、これをレタンシャフト２９若しくはその他の室内に設置してもよいし、或いはＣＲ棟２５外に設置し、分散給気ヘッダー２４をダクト等を介してＣＲ棟２５内の前述した室内に引き込んで設置してもよい。なお、送風機の位置は加湿浄化部４１の上流側に位置させ、いわゆる押込型として構成することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る空気浄化空調装置４０をＣＲ棟２５に設置した場合の構成説明図である。第２実施形態に係る空気浄化空調装置４０と第１実施形態の空気浄化空調装置１０との相違点は、加湿浄化部（第１実施形態では符号１３）の構造にある。すなわち、第２実施形態の空気浄化空調装置４０における加湿浄化部４１は、吸水性素材４１ａに上部より水循環系１４からの水を直接かけて吸水させて濡れ面を形成し、チャンバー１２の一端開口部から導入する被処理空気をこの吸水性素材４１ａに通過させることにより加湿と可溶性ガス成分の吸収とを行うようにしている。
【００４８】
この実施形態の空気浄化空調装置４０において前述した加湿浄化部４１以外の構成は、前に説明した第１実施形態の空気浄化空調装置１０と実質的に同じであり、従って同一又は相当する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。このような空気浄化空調装置４０によると、第１実施形態に係る空気浄化空調装置１０に比べて水噴霧手段１３ａを構成するスプレーノズル等を廃止できるため設備費が安く且つ省スペース化を実現することができる。なお、空調性能等については第１実施形態の空気浄化空調装置１０と同じである。
【００４９】
（第３実施形態）
図４は、第３実施形態に係る空気浄化空調装置５０をＣＲ棟２５に設置した場合の構成説明図である。第３実施形態に係る空気浄化空調装置５０と第１実施形態の空気浄化空調装置１０との相違点は、気液接触部である加湿浄化部に供給される水循環系（第１実施形態では符号１４）の構造にある。
【００５０】
すなわち、第３実施形態の空気浄化空調装置５０における水循環系５１では、第１実施形態と同様にチャンバー１２内においてエリミネータ１３ｂの下流側にに吸収水貯溜タンク５１ａが設置され、このタンク５１ａに貯溜された吸収水のすべてが配管５１ｂにより純水プラント１６に戻り、ここで再生されて再び配管５１ｃにより加湿浄化部１３の水噴霧手段１３ａに供給されるように構成されている。言い換えれば、加湿浄化部１３に供給される水の循環は、所謂１パス方式を採用している。
【００５１】
この実施形態の空気浄化空調装置５０において前述した水循環系５１以外の構成は、前に説明した第１実施形態の空気浄化空調装置１０と実質的に同じであり、従って同一又は相当する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。このような空気浄化空調装置５０における空調性能等については第１実施形態の空気浄化空調装置１０と同じである。
【００５２】
（第４実施形態）
図５は、第４実施形態に係る空気浄化空調装置６０をＣＲ棟２５に設置した場合の構成説明図である。第４実施形態に係る空気浄化空調装置６０と第１実施形態の空気浄化空調装置１０との相違点は、外気処理方法にある。図５に示される空気浄化空調装置６０では、外調機として従来方式のものが使用され、加熱及び加湿機能を有している。
【００５３】
すなわち、この外調機６１は、筒状のハウジング内に主要な構成要素が収納された外調機本体６２を含み、この外調機本体６２は、ハウジングの軸方向一端に開放している外気取入れ口側からプレフィルタ６２ａ、中性能フィルタ６２ｂ、加熱コイル６２ｃ、冷却コイル６２ｄ、加湿器６２ｅ、再加熱コイル６２ｆ、送風機６２ｇ及びＨＥＰＡフィルタ６２ｈを上流側に向かって順次配置して構成されている。そして、この外調機本体６２の他端には導入管６３を介して外気供給分散ヘッダー６４が接続されている。この外気供給分散ヘッダー６４は、前に説明した分散給気ヘッダー２４と構造的にはほぼ同じものである。
【００５４】
このような従来方式の外調機６１を用いた空気浄化空調装置６０の場合は、加湿のために余計な加熱、及びその冷却が必要となり、従って熱源コストの低減効果はなくなる。しかし、この空気浄化空調装置６０でも空気浄化空調装置１０での可溶性ガス成分の除去効果は前述した実施形態と同様に存在するため、ケミカルフィルタを使用したシステムよりはランニングコストを大幅に低減でき、トータルコストでは従来の空気浄化空調システムよりはかなり有効である。
【００５５】
（第５実施形態）
図６は、第５実施形態に係る空気浄化空調装置７０をＣＲ棟２５に設置した場合の構成説明図である。第５実施形態に係る空気浄化空調装置７０と第１実施形態の空気浄化空調装置１０との相違点は、気液接触部である加湿浄化部に供給される水循環系（第１実施形態では符号１４）の構造にある。
【００５６】
すなわち、第５実施形態の空気浄化空調装置７０における水循環系７１では、第１実施形態と同様に被処理空気との気液接触により可溶性ガス成分を吸収した吸収液を貯溜すべくチャンバー１２内に設けられた吸収水貯溜タンク７１ａと、この吸収水貯溜タンク７１ａに集められた吸収液を再び加湿浄化部１３の水噴霧手段１３ａに供給するための配管７１ｂと、この配管７１ｂに設けられてた循環ポンプ７１ｃと、循環水の一部を純水プラント１６に戻して再生し、これを再び吸収水貯溜タンク７１ａに戻す配管７１ｄ、７１ｅとから主に構成されている。
【００５７】
この配管７１ｂにはｐＨ制御装置７２が組み込まれ、循環水のｐＨ値を所定の範囲になるように制御している。このように水循環系７１にｐＨ制御装置７２を設けることにより、酸系可溶性ガス成分及びアルカリ系可溶性ガス成分の除去性能を制御することが可能となる。
【００５８】
例えば、酸系可溶性ガス成分が多い場合には循環水はより酸性側に偏ってしまうため可溶性ガス成分除去性能は低下する。これに対して、ｐＨ制御装置７２を組み込むことにより循環水のｐＨ値を中性側に戻すことにより酸系可溶性ガス成分除去性能の低下を防止でき、安定した可溶性ガス成分除去性能を得ることができる。
【００５９】
（第６実施形態）
図７は、第６実施形態に係る空気浄化空調装置８０をＣＲ棟２５に設置した場合の構成説明図である。第６実施形態に係る空気浄化空調装置８０と第１実施形態の空気浄化空調装置１０との相違点は、空調機本体１１の加湿浄化部１３に水循環系１４で供給する水が市水や工水、井水といった一般水を使用している点にある。それ以外は図２に示される空気浄化空調装置１０と実質的に同じであり、従って同一若しくは相当する構成部分に同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６０】
このような空気浄化空調装置８０によると、図２に示される空気浄化空調装置１０に比べて純水より一般水の方がコストが安いので、トータルランニングコストを少し低減させることができるが、加湿浄化部１３、即ち気液接触部の汚れによるメンテナンス費は少し増加する。
【００６１】
（第７実施形態）
図８は、第７実施形態に係る空気浄化空調装置９０をＣＲ棟２５に設置した場合の構成説明図である。第７実施形態に係る空気浄化空調装置９０と第６実施形態の空気浄化空調装置８０との相違点は、外調機９１とヘッダの位置関係及び外気をＣＲ棟２５内に取り入れる外調機として可溶性ガス成分除去機能付きのものを使用した点にある。
【００６２】
すなわち、この空気浄化空調装置９０で使用される外調機９１は、筒状のハウジング内に主要な構成要素が収納された外調機本体９２を含み、この外調機本体９２は、ハウジングの軸方向一端に開放している外気取入れ口側からプレフィルタ６２ａ、中性能フィルタ９２ｂ、加熱コイル９２ｃ、冷却コイル９２ｄ、気液接触器９２ｅ、再熱コイル９２ｆ、送風機９２ｇ及びＨＥＰＡフィルタ９２ｈを上流側に向かって順次配置して構成されている。そして、この外調機本体９２の他端には導入管９３を介して外気供給分散ヘッダー２４が接続されている。すなわち、空気浄化空調装置９０から延出する分散給気ヘッダーと空気分配・吹出機能を共用している。
【００６３】
このように外調機９１の構成が異なる以外は図７に示される空気浄化空調装置８０と実質的に同じであり、従って同一若しくは相当する構成部分に同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６４】
このような空気浄化空調装置９０によると、ヘッダーが一つで済むため構成部材数が低減でき、かつ外気と還気の混合を促進でき、空気の性状をより均一化できる。図５に示される第４実施形態の空気浄化空調装置６０と同様に、加湿のために余計な加熱及びその冷却が必要になるため、熱源コストの低減効果はなくなる。
【００６５】
しかし、この実施形態における空気浄化空調装置９０でも可溶性ガス成分の除去効果は同様にあるため、ケミカルフィルタを使用した空気浄化装置よりはランニングコストを大幅に低減することができ、トータルコストではやはり従来システムよりはかなり有効な空気浄化空調装置と言える。なお、気液接触に供する水は温度が高ければ可溶性ガスの吸収度合いが高まる。そのために加熱源を設けるとランニングコスト高になるため、補給水管路に排熱を回収する熱交換器を設ければ効果的である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気浄化空調装置及び空気浄化空調方法によれば、従来必要としていた加湿のための加熱エネルギを節約できると同時に、同量の冷却負荷処理エネルギも節約することができる。また、本発明の空気浄化空調装置によれば、加湿量に関係なく常にＣＲ設定露点温度以上に気液接触部で加湿し、その後の冷却除湿部で設定露点温度まで除湿することにより、常に一定の露点温度に制御することができる。
【００６７】
しかも、この発明の空気浄化空調装置及び空気浄化空調方法では、このような一定露点温度への制御だけではなく、処理空気中の可溶性ガス成分の除去も行えることから、従来から可溶性ガス成分の除去に使われている高価で且つ定期的に交換する必要があるケミカルフィルタを使用する必要がなくなるため大幅なランニングコストの低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における空気浄化空調装置の基本構成を概略的に示す構成説明図である。
【図２】所定量の新鮮外気が導入される３層構造のクリーンルーム棟の空気循環系に図１に示される空気浄化空調装置１０を配置して内部の空気を浄化空調する場合の具体的な配置構造を示す構成説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る空気浄化空調装置をクリーンルーム棟に設置した場合の構成説明図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る空気浄化空調装置をクリーンルーム棟に設置した場合の構成説明図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る空気浄化空調装置をクリーンルーム棟に設置した場合の構成説明図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る第５実施形態に係る空気浄化空調装置をクリーンルーム棟に設置した場合の構成説明図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る空気浄化空調装置をクリーンルーム棟に設置した場合の構成説明図である。
【図８】本発明の第７実施形態に係る空気浄化空調装置をクリーンルーム棟に設置した場合の構成説明図である。
【符号の説明】
１０空気浄化空調装置
１１空調機本体
１２チャンバー
１３加湿浄化部
１３ａ水噴霧手段
１３ｂエリミネータ
１４水循環系
１４ａ吸収水貯溜タンク
１４ｂ配管
１４ｃ循環ポンプ
１４ｄ配管
１４ｅ配管
１５冷却除湿浄化部
１６純水プラント
１７送風機
１８温度センサ
１９風量制御ユニット
２０温度センサ
２１給気温度制御ユニット
２２冷水循環系
２３送気管
２４分散給気ヘッダー
２５クリーンルーム（ＣＲ）棟
２６天井プレナム
２７クリーンルーム
２８床下プレナム
２９レタンシャフト
３０ファンフィルタユニット
３１外調機
３２外調機本体
３３導入管
３４外気供給分散ヘッダー
４０空気浄化空調装置（第２実施形態）
４１加湿浄化部
４１ａ吸水性素材
５０空気浄化空調装置（第３実施形態）
６０空気浄化空調装置（第４実施形態）
７０空気浄化空調装置（第５実施形態）
８０空気浄化空調装置（第６実施形態）
９０空気浄化空調装置（第７実施形態）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air purification air-conditioning apparatus and an air purification air-conditioning method, and more specifically, for example, air that can be suitably used to obtain clean air by simultaneously performing temperature adjustment, humidity adjustment, and impurity removal on circulating air. The present invention relates to a purification air conditioning apparatus and an air purification air conditioning method.
[0002]
[Prior art]
Electronic device products such as semiconductors and liquid crystals have a high clean environment (hereinafter simply referred to as CR), which maintains a constant air temperature and humidity and controls the concentration of particles contained in the air and the concentration of soluble gas impurities to a low level. Is already known. In such an environment in the CR, since there is a large amount of heat generated from the electronic device manufacturing apparatus and devices for keeping the air in the CR clean, it is a cooling load even in winter.
[0003]
However, humidification in the humidification period from autumn to spring has been conventionally performed in an outside air treatment system, and heating for humidification is required. In other words, humidification in the humidification period is performed by adding heat energy for humidification in the outside air processing system, humidifying to a predetermined dew point, and supplying the air conditioning space to the CR. This is because the temperature of the outside air during the humidification period is low, and the treated air does not reach a predetermined dew point even if it is simply brought into gas-liquid contact with water.
[0004]
Soluble gas impurities are removed by means such as a chemical filter that is independent of humidification and temperature control in the outside air treatment system or temperature control (cooling) in the CR internal air circulation system. In the dehumidifying period, it is possible to remove soluble gas impurities slightly in the dehumidifying part of the outside air processing system.
[0005]
In some outside air treatment systems, a device that performs humidification (air cleaning) by water spraying and removal of soluble gas impurities is used, and it is possible to remove soluble gas impurities even in the humidification period. However, even in this case, heating for humidification is still necessary.
[0006]
On the other hand, in the CR internal air circulation system, the humidity control prevents condensation from occurring and fluctuates indoor humidity. That is, cooling is performed by a dry heat exchanger that is controlled to avoid condensation, that is, a heat exchange coil that performs a cooling process at or above the dew point. However, since the above-mentioned dry heat exchanger cannot remove the soluble gas component at all, a chemical filter is installed in the circulation system to remove the soluble gas component.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, during the humidification period, the outside air is at a low temperature despite the annual cooling in the CR, so the heat of vaporization is both supplied to the outside air treatment system by the heat source. The heat load source. For this reason, there is a problem that a considerable amount of operation costs are required for heating and cooling for the amount of heat required for humidification, and the equipment becomes large.
[0008]
In addition, since the chemical filter conventionally used in the removal of the soluble gas component is expensive and needs to be replaced every several years, there has been a problem that the running cost of the CR air purifier is greatly increased.
[0009]
An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and saves heat energy required for humidification to control temperature and humidity, and at the same time, removes soluble gas components present in the air to be treated. An air purification air conditioning apparatus and an air purification air conditioning method are provided.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an air purification air conditioner, and has the following configuration in order to solve the above technical problem. That is, an air purification air conditioner of the present invention includes a blower that forms an air flow, a humidification purification unit that is disposed in the path of the air flow and performs humidification by gas-liquid contact and primary removal of soluble gas components, and this A cooling and dehumidifying and purifying unit is provided downstream of the humidifying and purifying unit to cool the air processed by the humidifying and purifying unit and to partially dehumidify the moisture humidified by the humidifying and purifying unit and perform secondary removal of soluble gas components. It is characterized by comprising an air conditioner body.
[0011]
In the air purification air-conditioning apparatus having such a configuration, the gas-liquid contact means between the water and the air to be treated that is used to humidify the air to be treated and remove the soluble gas component contained in the air to be treated in the humidification purification unit. As such, a water spray means and a water-absorbing eliminator can be used. As the eliminator, a water-absorbing material having a humidifying performance and a gas absorbing performance can be used.
[0012]
Furthermore, as the water for humidification and soluble gas component absorption sprayed by the water spray means used as the gas-liquid contact means, general water such as clean water, industrial water, or well water can be used. Is preferably used.
[0013]
<Specific Configuration in the Present Invention>
The air purification air-conditioning apparatus of the present invention is composed of the above-described essential constituent elements, but it is established even when the constituent elements are specifically as follows. The specific component is characterized in that the path of the air flow forms a part of the circulation system. In this case, outside air is not directly introduced into the air conditioner body, and purification air conditioning can be performed by circulating only the reflux air in the air circulation system.
[0014]
<Additional configuration in the present invention>
In the air purification air conditioner of the present invention, a control device for controlling the temperature of the processing air coming out of the cooling dehumidification purification unit of the air conditioner main body to a predetermined temperature or a dew point can be further provided. The absolute humidity of the air circulation system can be adjusted by controlling the processing air temperature or the dew point in the dehumidifying and purifying unit.
[0015]
Furthermore, in the air purification air conditioner of the present invention, a control device can be further provided for controlling the amount of processing air coming out of the cooling dehumidification purification unit of the air conditioner body, and the processing air of the cooling dehumidification purification unit by this control device. It becomes possible to control the temperature of the air circulation system by the quantity control.
[0016]
Furthermore, in the air purification apparatus of the present invention, exhaust heat generated from the air circulation system (such as equipment exhaust heat of the production apparatus) is supplied via the circulating air as a heat energy source for humidification in the humidification purification unit. It is preferable to use.
[0017]
Furthermore, the present invention is an air purification air-conditioning method, and has the following configuration in order to solve the above technical problem. That is, the air purification air-conditioning method of the present invention uses the heat of the air to be treated as a heat source necessary for humidification to humidify the air to be treated by water humidification, and the amount of humidified water is larger than the amount of humidified water during the humidification. Water is supplied to the air to be treated and brought into gas-liquid contact. By this gas-liquid contact, the soluble gas component in the air to be treated is absorbed by water and removed primarily, and at the same time, the amount of humidification is larger than the required amount of humidification. Thus, cooling dehumidification is performed in the subsequent cooling dehumidification purification step, and secondary removal of soluble gas impurities is performed.
[0018]
According to the air purification air conditioner of the present invention, the air to be treated is humidified by using the heat of the air to be treated as a heat source necessary for humidification. At that time, the humidification method is water humidification, and more water than the amount of humidified water is supplied to the air to be treated and brought into gas-liquid contact. As a result, soluble gas components in the air to be treated, that is, soluble gas impurities, are absorbed into water and primarily removed. At the same time, by making the humidification amount larger than the required humidification amount, cooling dehumidification is performed in the cooling / dehumidification / purification unit provided thereafter, and soluble gas impurities are secondarily removed.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the air purification air-conditioning apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration explanatory view schematically showing a basic configuration of an air purification air conditioner 10 according to a first embodiment of the present invention. The air purification air conditioner 10 includes an air conditioner main body 11. The main components of the air conditioner main body 11 include a chamber 12 for taking in and passing the air to be treated, and a humidification for simultaneously humidifying the air to be treated that passes through the chamber 12 and simultaneously performing primary removal of soluble gas components. The purification unit 13, the water circulation system 14 for spraying water into the chamber 12 to bring the air to be treated into gas-liquid contact with the humidification purification unit 13, and cooling and humidification of the air treated in the humidification purification unit 13 It comprises a cooling dehumidification and purification unit 15 that performs partial dehumidification of the moisture humidified by the purification unit 13 and secondary removal of soluble gas components.
[0020]
The humidification purification unit 13 which is a constituent element of the air conditioner main body 11 is a gas-liquid contact means between the air to be processed and the water passing through the chamber 12. As a gas-liquid contact method, means is not particularly limited, but in this embodiment, water spraying by a water spraying means and an eliminator made of a water-absorbing material are combined.
[0021]
That is, the humidification purification unit 13 includes a water spraying means 13a having a large number of spray nozzles installed in the chamber 12, and an eliminator 13b provided on the downstream side of the water spraying means 13a and formed of a water-absorbing material. It is configured. As a result, a gas-liquid contact surface is formed on the sprayed water droplet surface and the surface of the eliminator 13b, and humidification of the air to be treated and primary absorption removal of soluble gas components contained in the air to be treated are performed.
[0022]
The water circulation system 14 is means for continuously supplying water to the water spraying means 13a installed in the chamber 12, and is sprayed by the water spraying means 13a and is soluble by gas-liquid contact with the air to be treated. An absorption water storage tank 14a provided in the chamber 12 is provided to store the absorption liquid that has absorbed the gas component. One end of a pipe 14b is connected to the absorbed water storage tank 14a to supply the collected liquid again to the water spraying means 13a, and the other end is connected to the water spraying means 13a. Is configured.
[0023]
As shown in FIG. 1, a circulation pump 14 c is provided in the pipe 14 b constituting the water circulation system 14, and a drain pipe 14 d is connected to the downstream side of the circulation pump 14 c to circulate in the water circulation system 14. Part of the humidified and gas absorbed water is drained. The amount of drained water and the amount of humidified water are newly replenished into the water circulation system 14 as make-up water. As for the configuration, one end communicates with the inside of the absorption water storage tank 14a and the other end is a water supply source (see FIG. A replenishing water supply pipe 14e connected to (not shown) is provided.
[0024]
The water used in the water circulation system 14, that is, water for humidification and soluble gas component absorption sprayed by the water spray means 13 a can be general water such as clean water, industrial water, or well water. It is preferable to use pure water. When the former general water is used, the waste water is completely discarded. However, when the latter pure water is used, the pipes 14d and 14e are respectively connected to the pure water plant 16 as shown in FIG. The waste water can be returned to the pure water plant 16 for regeneration and supplied again to the water circulation system 14 via the supply pipe 14e.
[0025]
A cooling / dehumidification / purification unit 15 is installed in the chamber 12 on the downstream side of the absorbed water storage tank 14a. Specifically, the cooling / dehumidification / purification unit 15 can be formed of a cooling / dehumidification coil unit. Cold water is supplied to the cooling / dehumidification / purification unit by the cold water circulation system 22, whereby the primary processing air passing through the cooling / dehumidification / purification unit 15 is dehumidified.
[0026]
At this time, since dew condensation water is generated by dehumidification on the surface of the cooling and dehumidifying purification unit 15, for example, the cooling and dehumidifying coil unit, absorption of the soluble gas component remaining in the primary treatment air by the gas-liquid contact between the condensed water and the passing air Removal (secondary removal) is performed. For the heat medium flowing through the cooling coil, the flow control for dehumidification is performed so that the humidity in the room becomes a predetermined value, instead of the conventional flow control for preventing condensation. The chamber 12 on the downstream side of the cooling / dehumidifying / purifying unit 15 is throttled so that the diameter thereof gradually decreases toward the opening at the other end, and the blower 17 extends outward from the chamber 12 at the other end opening. It is installed so that it may blow toward the opposite side of the air inlet.
[0027]
Thus, when the blower 17 is actuated, the air to be treated is introduced into the inside through one end opening of the chamber 12, and sequentially passes through the dehumidifying and purifying unit 13 and the cooling and dehumidifying and purifying unit 15. From the other end opening. In the air purification air conditioner 10, the cooling capacity is controlled by changing the processing air volume. That is, the air volume control unit 19 controls the air volume of the blower 17 based on the temperature of the air to be processed detected by the temperature sensor 18 installed in the vicinity of one end opening of the chamber 12.
[0028]
In that case, when the temperature of the air to be treated is higher than the set value, the air flow rate is increased to increase the cooling capacity. On the other hand, when the temperature of the air to be treated is lower than the set value, the air flow rate is reduced to reduce the air cooling capacity. Decrease ability. Moreover, in this air purification air conditioner 10, the cooling dehumidification coil which comprises the cooling dehumidification purification part 15 via the supply air temperature control unit 21 so that the temperature of the temperature sensor 20 installed in the downstream of the air blower 17 may become always constant. The cooling / dehumidification temperature in the cooling / dehumidification / purification unit 15 is controlled by controlling the amount of cold water supplied to the unit by the cold water circulation system 22.
[0029]
The air purification air conditioner 10 described as the first embodiment is a basic configuration of the present invention, and such an air purification air conditioner 10 is installed and used in a circulating air flow, that is, an air circulation system. .
[0030]
FIG. 2 shows that the air purification air conditioner 10 described above is arranged in the air circulation system of a clean room (CR) building 25 having a three-layer structure in which a predetermined amount of fresh outside air is introduced, for example, used in a semiconductor manufacturing factory. It is composition explanatory drawing which shows the specific arrangement | positioning structure in the case of carrying out purification air conditioning of internal air. The inside of the CR building 25 is divided into a ceiling plenum 26, a CR 27, an underfloor plenum 28, and a return shaft 29, and the air conditioner main body 11 and other components constituting the air purification air conditioner 10 described above are below the floor. It is installed in the plenum 28.
[0031]
At that time, a distributed air supply header 24 is attached to the air blowing port of the blower 17 via an air supply pipe 23, and the distributed air supply header 24 is disposed in the retent shaft 29. The distributed air supply header 24 has a large number of air supply holes formed on the peripheral surface of a hollow cylindrical body, and extends in the depth direction slightly shorter than the width of the letter shaft 29 and is closed at two ends. The processing air blown from the blower 17 to the distributed supply header 24 through the air supply pipe 23 is distributed and supplied into the retent shaft 29 through a number of supply holes.
[0032]
The air in the CR building 25 circulates in a flow returning to the ceiling plenum 26 → CR 27 → under-floor plenum 28 → and the return shaft 29 → ceiling plenum 26, and the CR 27 downstream from the fan filter unit 30 installed in the ceiling plenum 26 The cleanest atmosphere is maintained. The air in the CR 27 is introduced into the air conditioner main body 11 of the air purification air conditioner 10 installed in the underfloor plenum 28, and is brought from the cooling process of exhaust heat generated in the CR 27 and humidification in the humidification period, and from outside air. The soluble gas component generated in the CR 27 is removed. In CR27, since there is exhaust from the manufacturing apparatus or the like, fresh outside air is always introduced through the external air conditioner 31 to replenish it.
[0033]
Humidification is performed by the main part of the air purification air-conditioning apparatus 10 of the present invention installed in the under-floor plenum 28 of the CR building 25, and thus the external air conditioner 31 shown in the present embodiment is not humidified. As a result, no heating source is required, so no heating coil is provided.
[0034]
Therefore, in this external air conditioner 31, the pre-filter 32a, the medium performance filter 32b, the cooling coil 32c, the blower 32d, and the HEPA filter 32e are arranged upstream from the outside air inlet side that is open to one axial end of the cylindrical housing. An external air conditioner main body 32 is arranged in order, and an external air supply / distribution header 34 is connected to the other end of the external air conditioner main body 32 via an introduction pipe 33. The outside air supply / distribution header 34 is structurally substantially the same as the above-described dispersion / supply header 24.
[0035]
As shown in FIG. 2, the external air conditioner 31 has a main body portion 32 installed outside the CR ridge 25, and an introduction pipe 33 extending to the underfloor plenum 28 of the CR ridge 25 to connect the outdoor air supply header 34 to the underfloor plenum. 28. At this time, the outside air supply / distribution header 34 is installed on the upstream side of the air purification air conditioner 10, that is, on the treated air introduction side. As a result, as described above, fresh fresh air exhausted by the manufacturing apparatus or the like in the CR 22 is introduced and replenished via the external air conditioner 31.
[0036]
Next, the operation of the air purification air conditioner 10 will be described. A part of the air in the CR building 25 is introduced into the air conditioner body 11 of the air purification air conditioner 10 while passing through the circulation path described above. Thus, the exhaust heat generated in the CR building 25 is processed and controlled to a predetermined room temperature. That is, the amount of air to be processed is determined by the amount of processing heat (the amount of exhaust heat to be processed generated in the room).
[0037]
And the cooling temperature at the time of cooling with the air conditioner main body 11 of this air purification air conditioner 10 is determined by the set dew point in CR27, and always becomes a constant value. Therefore, the cooling amount is controlled by changing the processing air amount. For example, if the amount of heat processed decreases to 2/3, the amount of processing air also decreases to about 2/3. As an actual control method, the air volume control unit 19 controls the operation of the blower 17 based on the temperature in the CR 27 detected by the temperature sensor 18 installed in the CR 27.
[0038]
In that case, when the temperature in the CR 27 is higher than the set value, the air flow rate of the blower 17 is increased via the air volume control unit 19 to increase the cooling capacity. On the contrary, when the temperature in the CR 27 becomes lower than the set value, the air flow of the blower 17 is reduced through the air volume control unit 19 to reduce the cooling capacity.
[0039]
Specifically, first, the air to be treated in the CR building 25 is introduced into the chamber 12 of the air conditioner body 11 installed in the underfloor plenum 28, passes through the humidification purification unit 13, Gas-liquid contact. That is, in the chamber 12, pure water is continuously sprayed from the water spraying means 13a, comes into gas-liquid contact with the air to be treated flowing through the chamber 12, changes in enthalpy, such as being humidified by the temperature and humidity of the introduced air, and relative Humidified to 75-85% humidity. At the same time, a part of the soluble gas component present in the air to be treated is dissolved in the pure water by the gas-liquid contact between the air to be treated and the pure water in the humidifying and purifying section 13 and absorbed and removed (primary removal). Is done.
[0040]
The sprayed pure water reaches the eliminator 13b provided on the downstream side, wets the eliminator surface, and humidification and soluble gas are absorbed and removed there. In addition, the heat | fever (heat of vaporization) required for humidification utilizes the heat | fever which introduction air has. The pure water that has absorbed the soluble gas in this manner is accumulated in the absorbed water storage tank 14a and sprayed again from the water spray means 13a through the water circulation system 14. That is, in the pure water circulation system 14, pure water is continuously circulated by the circulation pump 14c.
[0041]
While this circulation is repeated, the concentration of soluble gas in the pure water of the water circulation system 14 increases with time, and at the same time, the water quality tends to be either acidic or alkaline. When the soluble gas concentration in the pure water is higher than the predetermined concentration, the gas absorption efficiency of the pure water is deteriorated. Therefore, a predetermined amount of pure water in the water circulation system 14 is returned to the pure water plant 16 from the drain pipe 14d. It is. Accordingly, the amount of water returned to the pure water plant 16 and the amount of humidified water continue to be replenished as fresh water from the pure water plant 16 via the replenishment pipe 14e. Thereby, the soluble gas concentration in the pure water is managed so as to be approximately equal to or less than a predetermined value.
[0042]
The air that has been humidified by the humidification purification unit 13 and from which the soluble gas components have been primarily removed (primary processing air) is then introduced into the cooling dehumidification purification unit 15 where it is dehumidified and at the humidification purification unit 13 described above. Secondary removal of the soluble gas component remaining without being removed is performed. The cooling dehumidification temperature (dew point) is determined by the CR set temperature and humidity as described above. For example, if the setting is RH 45% at 23 ° C., the cooling dehumidification temperature is about 10.5 degrees. Therefore, the cooling and dehumidifying temperature is controlled by the control device so that the cooling dehumidification temperature is always constant even if the processing air volume varies.
[0043]
In this air purification air conditioner 10, to the cooling dehumidification coil section constituting the cooling dehumidification purification section 15 via the supply air temperature control unit 21 so that the temperature of the temperature sensor 20 installed on the downstream side of the blower 17 is always constant. By controlling the amount of cold water supplied by the cold water circulation system 22, the cooling and dehumidifying temperature in the cooling and dehumidifying purification unit 15 is controlled. In the present embodiment, in order to save energy and perform precise control, flow bypass control using supply water and return water using an automatic three-way valve is employed.
[0044]
The processing air cooled and dehumidified by the cooling and dehumidifying and purifying unit 15 is blown to the distributed supply header 24 by the blower 17, distributed and supplied to the return shaft 29 in the CR building 25, and uniformly mixed with the circulating air. . Since the air supply temperature at that time is raised by the blower 17, it becomes about 1 to 2 ° C. higher than the air after cooling and dehumidification. The air temperature in the CR 27 is generally controlled around 23 ° C.
[0045]
On the other hand, outside air that has been subjected to dust removal and cooling and dehumidification processing in the external air conditioner 31 is supplied to the under-floor plenum 28 in the CR building 25. At the time of humidification, if the introduction outside air temperature is equal to or higher than the dew point temperature, the cooling coil 32c cools to the dew point temperature, and if the introduction outside air temperature is equal to or lower than the dew point temperature, the air is supplied without cooling. In this external air conditioner 31, there is no particular problem in performance even if heat treatment or humidification treatment is performed as in the past, but the effect of reducing the running cost when using the air purification air conditioner 10 is reduced. become.
[0046]
In the air purification air-conditioning apparatus 10 shown in FIG. 2, the control of the cooling / dehumidifying temperature in the cooling / dehumidifying / purifying unit 15 is performed using the temperature sensor 20 disposed on the downstream side of the blower 17. It may be used to detect the dew point temperature. Moreover, although the air conditioner main body 11 of the air purification air conditioner 10 is installed in the underfloor plenum 28 in the CR building 25, it may be installed in the letter shaft 29 or other room, or installed outside the CR building 25. Then, the distributed air supply header 24 may be installed by being drawn into the above-described room in the CR building 25 through a duct or the like. The position of the blower can be positioned upstream of the humidification purification unit 41 and can be configured as a so-called push-in type.
[0047]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration when the air purification air conditioner 40 according to the second embodiment is installed in the CR building 25. The difference between the air purification air-conditioning apparatus 40 according to the second embodiment and the air purification air-conditioning apparatus 10 according to the first embodiment is in the structure of the humidification purification unit (reference numeral 13 in the first embodiment). That is, the humidification purification unit 41 in the air purification air-conditioning apparatus 40 of the second embodiment forms a wet surface by directly absorbing water from the water circulation system 14 from the upper part into the water absorbent material 41 a to form a wet surface, and opens one end of the chamber 12. Humidification and absorption of soluble gas components are performed by passing the air to be treated introduced from the section through the water absorbent material 41a.
[0048]
In the air purification air-conditioning apparatus 40 of this embodiment, the configuration other than the humidification purification unit 41 described above is substantially the same as the air purification air-conditioning apparatus 10 of the first embodiment described above, and therefore the same or corresponding components. Are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. According to such an air purification air conditioner 40, since the spray nozzle etc. which comprise the water spray means 13a can be abolished compared with the air purification air conditioner 10 which concerns on 1st Embodiment, an installation cost is low and space saving is implement | achieved. be able to. In addition, about air conditioning performance etc., it is the same as the air purification air conditioner 10 of 1st Embodiment.
[0049]
(Third embodiment)
FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration when the air purification air-conditioning apparatus 50 according to the third embodiment is installed in the CR building 25. The difference between the air purification air-conditioning apparatus 50 according to the third embodiment and the air purification air-conditioning apparatus 10 according to the first embodiment is that a water circulation system (reference numeral in the first embodiment) is supplied to the humidification purification section which is a gas-liquid contact section. 14).
[0050]
That is, in the water circulation system 51 in the air purification air-conditioning apparatus 50 of the third embodiment, an absorption water storage tank 51a is installed in the chamber 12 on the downstream side of the eliminator 13b in the same manner as in the first embodiment, and is stored in the tank 51a. All of the absorbed water is returned to the pure water plant 16 by the pipe 51b, regenerated here, and supplied again to the water spraying means 13a of the humidification purification unit 13 by the pipe 51c. In other words, the circulation of water supplied to the humidification purification unit 13 employs a so-called one-pass method.
[0051]
In the air purification air-conditioning apparatus 50 of this embodiment, the configuration other than the water circulation system 51 described above is substantially the same as the air purification air-conditioning apparatus 10 of the first embodiment described above, and therefore the same or corresponding components are included. Are given the same reference numerals and their description is omitted. About the air-conditioning performance etc. in such an air purification air conditioner 50, it is the same as the air purification air conditioner 10 of 1st Embodiment.
[0052]
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration when the air purification air conditioner 60 according to the fourth embodiment is installed in the CR building 25. The difference between the air purification air conditioner 60 according to the fourth embodiment and the air purification air conditioner 10 according to the first embodiment is in the outside air processing method. In the air purification air conditioner 60 shown in FIG. 5, a conventional system is used as an external air conditioner and has heating and humidification functions.
[0053]
That is, the external air conditioner 61 includes an external air conditioner main body 62 in which main components are housed in a cylindrical housing, and the external air conditioner main body 62 is open to the outside in the axial direction of the housing. A pre-filter 62a, a medium performance filter 62b, a heating coil 62c, a cooling coil 62d, a humidifier 62e, a reheating coil 62f, a blower 62g, and a HEPA filter 62h are sequentially arranged from the intake side toward the upstream side. . An outside air supply / distribution header 64 is connected to the other end of the external air conditioner main body 62 via an introduction pipe 63. The outside air supply / distribution header 64 is structurally substantially the same as the dispersion / air supply header 24 described above.
[0054]
In the case of the air purification air conditioner 60 using such a conventional external air conditioner 61, extra heating and cooling are required for humidification, and therefore the effect of reducing the heat source cost is lost. However, even in this air purification air conditioner 60, the removal effect of the soluble gas component in the air purification air conditioner 10 exists in the same manner as in the above-described embodiment, so that the running cost can be greatly reduced compared to the system using the chemical filter, The total cost is much more effective than the conventional air purification air conditioning system.
[0055]
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration when the air purification air-conditioning apparatus 70 according to the fifth embodiment is installed in the CR building 25. The difference between the air purification air-conditioning apparatus 70 according to the fifth embodiment and the air purification air-conditioning apparatus 10 according to the first embodiment is that a water circulation system (reference numeral in the first embodiment) is supplied to a humidification purification section that is a gas-liquid contact section. 14).
[0056]
That is, in the water circulation system 71 in the air purification air conditioner 70 of the fifth embodiment, the absorption liquid that has absorbed the soluble gas component by gas-liquid contact with the air to be treated is stored in the chamber 12 in the same manner as in the first embodiment. The provided absorption water storage tank 71a, the pipe 71b for supplying the absorption liquid collected in the absorption water storage tank 71a to the water spraying means 13a of the humidification purification unit 13 again, and the pipe 71b were provided. It is mainly composed of a circulation pump 71c and pipes 71d and 71e for returning a part of the circulating water to the pure water plant 16 for regeneration and returning it to the absorbed water storage tank 71a again.
[0057]
A pH control device 72 is incorporated in the pipe 71b to control the pH value of the circulating water within a predetermined range. By providing the pH controller 72 in the water circulation system 71 in this way, it becomes possible to control the removal performance of the acid-based soluble gas component and the alkali-based soluble gas component.
[0058]
For example, when there are many acid type soluble gas components, since circulating water will be biased to the acidic side more, the soluble gas component removal performance will fall. On the other hand, by incorporating the pH controller 72, the pH value of the circulating water is returned to the neutral side, so that the acid-soluble gas component removal performance can be prevented from being lowered, and stable soluble gas component removal performance can be obtained. it can.
[0059]
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration when the air purification air-conditioning apparatus 80 according to the sixth embodiment is installed in the CR building 25. The difference between the air purification air conditioner 80 according to the sixth embodiment and the air purification air conditioner 10 according to the first embodiment is that water supplied to the humidification purification unit 13 of the air conditioner main body 11 by the water circulation system 14 is city water or industrial water. It is in the point of using general water such as water and well water. Other than that, it is substantially the same as the air purification air-conditioning apparatus 10 shown in FIG. 2, and therefore, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0060]
According to such an air purification air conditioner 80, since the cost of general water is lower than that of pure water compared to the air purification air conditioner 10 shown in FIG. 2, the total running cost can be reduced slightly. The maintenance cost due to contamination of the purifying unit 13, that is, the gas-liquid contact portion, is slightly increased.
[0061]
(Seventh embodiment)
FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration when the air purification air conditioner 90 according to the seventh embodiment is installed in the CR building 25. The difference between the air purification air-conditioning apparatus 90 according to the seventh embodiment and the air purification air-conditioning apparatus 80 according to the sixth embodiment is the positional relationship between the external air conditioner 91 and the header and the external air conditioner that takes outside air into the CR building 25. It is the point which used the thing with a soluble gas component removal function.
[0062]
That is, an external air conditioner 91 used in the air purification air conditioner 90 includes an external air conditioner main body 92 in which main components are housed in a cylindrical housing. The prefilter 62a, the medium performance filter 92b, the heating coil 92c, the cooling coil 92d, the gas-liquid contactor 92e, the reheating coil 92f, the blower 92g, and the HEPA filter 92h are upstream from the outside air inlet side opened to one end in the axial direction. It arranges sequentially toward the direction. The outside air supply / distribution header 24 is connected to the other end of the external air conditioner main body 92 via an introduction pipe 93. That is, the distributed air supply header extending from the air purification air conditioner 90 and the air distribution / blowing function are shared.
[0063]
7 is substantially the same as the air purification air conditioner 80 shown in FIG. 7 except that the configuration of the external air conditioner 91 is different. Therefore, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. To do.
[0064]
According to such an air purification air conditioner 90, since only one header is required, the number of constituent members can be reduced, and the mixing of the outside air and the return air can be promoted, and the air properties can be made more uniform. Similar to the air purification air conditioner 60 of the fourth embodiment shown in FIG. 5, extra heating and cooling are required for humidification, so the effect of reducing the heat source cost is lost.
[0065]
However, the air purification air-conditioning apparatus 90 in this embodiment has the same effect of removing soluble gas components, so that the running cost can be greatly reduced as compared with the air purification apparatus using a chemical filter. It can be said that the air purification air conditioner is much more effective than the system. In addition, the water used for gas-liquid contact will increase the degree of absorption of soluble gas if the temperature is high. For this reason, if a heating source is provided, the running cost becomes high, so it is effective to provide a heat exchanger for recovering exhaust heat in the makeup water pipe.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the air purification air-conditioning apparatus and the air purification air-conditioning method of the present invention, it is possible to save heating energy for humidification, which has been conventionally required, and at the same time save the same amount of cooling load processing energy. it can. In addition, according to the air purification air conditioner of the present invention, it is always constant regardless of the amount of humidification by humidifying at the gas-liquid contact part above the CR set dew point temperature and then dehumidifying to the set dew point temperature at the subsequent cooling dehumidification part The dew point temperature can be controlled.
[0067]
Moreover, in the air purification air-conditioning apparatus and the air purification air-conditioning method of the present invention, not only the control to such a constant dew point temperature but also the removal of the soluble gas component in the processing air can be performed. Therefore, it is not necessary to use a chemical filter which is expensive and needs to be periodically replaced, so that a significant reduction in running cost can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration explanatory view schematically showing a basic configuration of an air purification air conditioner according to the present invention.
FIG. 2 is a specific example of the case where the air purification air-conditioning apparatus 10 shown in FIG. 1 is arranged in the air circulation system of a three-layer structure clean room building to which a predetermined amount of fresh outside air is introduced to purify and air-condition the internal air. It is a configuration explanatory view showing an arrangement structure.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration when an air purification air-conditioning apparatus according to a second embodiment of the present invention is installed in a clean room building.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration when an air purification air-conditioning apparatus according to a third embodiment of the present invention is installed in a clean room building.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration when an air purification air-conditioning apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is installed in a clean room building.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration when an air purification air-conditioning apparatus according to a fifth embodiment according to the fifth embodiment of the present invention is installed in a clean room building.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration when an air purification air conditioner according to a sixth embodiment of the present invention is installed in a clean room building.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration when an air purification air-conditioning apparatus according to a seventh embodiment of the present invention is installed in a clean room building.
[Explanation of symbols]
10 Air purification air conditioner
11 Air conditioner body
12 chambers
13 Humidification and purification section
13a Water spray means
13b Eliminator
14 Water circulation system
14a Absorption water storage tank
14b Piping
14c Circulation pump
14d piping
14e piping
15 Cooling dehumidification purification section
16 Pure water plant
17 Blower
18 Temperature sensor
19 Air volume control unit
20 Temperature sensor
21 Supply air temperature control unit
22 Cold water circulation system
23 Air pipe
24 Distributed air supply header
25 Clean Room (CR) Building
26 Ceiling Plenum
27 Clean room
28 Underfloor plenum
29 Letter shaft
30 Fan filter unit
31 External air conditioner
32 Air conditioner body
33 Introduction pipe
34 Outside air distribution header
40 Air purification air conditioner (second embodiment)
41 Humidification and purification section
41a Water-absorbing material
50 Air purification air conditioner (Third embodiment)
60 Air purification air conditioner (fourth embodiment)
70 Air purification air conditioner (fifth embodiment)
80 Air purification air conditioner (sixth embodiment)
90 Air purification air conditioner (seventh embodiment)

Claims

A blower that forms an air flow, a humidification purification unit that is disposed in the path of the air flow and performs primary removal of humidification and soluble gas components by gas-liquid contact, and the humidification purification unit downstream of the humidification purification unit The air circulation system is provided with an air conditioner main body including a cooling / dehumidification / purification unit that cools the air treated in step 1 and dehumidifies a part of the moisture humidified by the humidification / purification unit and performs secondary removal of soluble gas components. An air purification air conditioner for cooling
A humidity control device for adjusting the humidity in the room by controlling the processing air coming out of the cooling dehumidification purification unit to a predetermined temperature and dew point;
The indoor temperature is adjusted by controlling the air flow rate of the blower based on the temperature of the indoor air to be air- conditioned and adjusting the amount of the process air controlled to the predetermined temperature and dew point. Further comprising a temperature control device,
The humidification purifying unit directly uses the heat of the air to be treated in the room as heating energy for humidification in a state where outside air that needs to be heated for humidification is supplied to the air circulation system. Characterized by the
Air purification air conditioner.

2. The air purification air conditioning apparatus according to claim 1, wherein outside air is not directly introduced into the air conditioner body, and purification air conditioning is performed by circulating only recirculated air in the air circulation system.

Using the air purification air conditioner according to claim 1 or 2 to humidify the air to be treated by water humidification by directly using the heat of the air to be treated as a heat source necessary for humidification. In this case, supplying more water than the amount of humidified water to the air to be treated for gas-liquid contact, and by this gas-liquid contact, the soluble gas component in the air to be treated is absorbed by water and removed primarily, and at the same time humidifying An air purification air-conditioning method characterized by performing cooling dehumidification and performing secondary removal of soluble gas impurities in a subsequent cooling dehumidification purification step by increasing the amount from the required humidification amount.