JP4783637B2 - Air conditioning method, air conditioning equipment, and control method of the air conditioning equipment - Google Patents
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Description
本発明は、クリーンルームや恒温室等の空調を行う空気調和方法、空気調和設備及びこの空気調和設備の制御方法に関する。 The present invention relates to an air-conditioning method, air-conditioning equipment, and a control method for the air-conditioning equipment that perform air conditioning such as in a clean room or a constant temperature room.
例えば、半導体製造工場等で使用されているクリーンルームでは、洗浄装置や乾燥装置等の各種生産装置が製造プロセス毎に数多く設置されている。このため、このようなクリーンルーム内を一定温度、一定湿度及び一定圧力に維持するための空気調和設備は膨大なエネルギを消費する。 For example, in a clean room used in a semiconductor manufacturing factory or the like, a large number of various production apparatuses such as cleaning apparatuses and drying apparatuses are installed for each manufacturing process. For this reason, the air conditioning equipment for maintaining such a clean room at a constant temperature, a constant humidity, and a constant pressure consumes enormous energy.
特許文献1には、クリーンルームを通過した後の戻り空気を顕熱冷却する熱交換器と、取り込んだ外気を空調する外気調節器とを備える空気調和設備が記載されている。 Patent Document 1 describes an air conditioning facility including a heat exchanger that sensible heat-cools return air after passing through a clean room, and an outside air regulator that air-conditions the taken-out outside air.
この空気調和設備では、冷却塔で冷却される冷却水により外気調整器に搭載される冷凍機の凝縮器の放熱を行うと共に、クリーンルーム内の空調ユニットの熱交換器に所定温度の冷却水を送るための冷却装置を配置する技術的思想が開示されており、このため、前記冷凍機を運転する時間を短縮する等の効果によって、省エネルギで空調を行うことができると記載されている。 In this air conditioning equipment, the cooling water cooled by the cooling tower radiates heat from the condenser of the refrigerator mounted on the outside air regulator, and sends cooling water at a predetermined temperature to the heat exchanger of the air conditioning unit in the clean room. Therefore, it is described that air conditioning can be performed with energy saving by the effect of shortening the time for operating the refrigerator.
しかしながら、上記特許文献1に記載の空気調和設備では、例えば、夏期等で外気の温度が非常に高い場合に、前記外気調整器での冷却負荷が大幅に増加して、冷凍機の消費エネルギが著しく増加するおそれがある。さらに、前記冷却塔や前記冷却装置を必要とするため設備が大型化及び複雑化し、この空気調和設備を既存のクリーンルーム等に設置するためには、既存の空気調和設備を廃棄して新たに設備を導入する必要があり、多大な設備投資を強いられるという問題がある。 However, in the air-conditioning equipment described in Patent Document 1, for example, when the temperature of the outside air is very high in summer or the like, the cooling load in the outside air regulator is greatly increased, and the energy consumption of the refrigerator is reduced. May increase significantly. Furthermore, since the cooling tower and the cooling device are required, the equipment becomes larger and complicated. In order to install this air conditioning equipment in an existing clean room or the like, the existing air conditioning equipment is discarded and newly installed. There is a problem that a large amount of capital investment is required.
本発明は、上記従来の課題を考慮してなされたものであり、クリーンルーム等の高効率な空調を可能とする空気調和方法を提供することを目的とする。また、本発明は、前記空気調和方法を実施することで高効率な空調を可能とし、さらに、既存の空気調和設備等を容易に転用することにより低コスト化を可能とする空気調和設備及びこの空気調和設備の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an air conditioning method that enables highly efficient air conditioning in a clean room or the like. The present invention also provides an air conditioning facility that enables high-efficiency air conditioning by implementing the air conditioning method, and further enables cost reduction by easily diverting existing air conditioning facilities and the like. It aims at providing the control method of an air conditioning installation.
本発明の空気調和方法は、外気調和機により外気を導入して空調し、前記空調された外気と被空調空間からの空気とを吸気し、空調機により空調した後、前記被空調空間に供給し、排気手段により前記被空調空間の空気を排気して湿式集塵機に導入し、該湿式集塵機にて液体を噴射し、前記噴射した液体と前記排気とを接触させて前記排気を洗浄する空気調和方法であって、前記液体と、前記外気調和機に導入される前の外気とを熱交換させることを特徴とする。 In the air conditioning method of the present invention, outside air is introduced and air-conditioned by an outside air conditioner, the air-conditioned outside air and air from the air-conditioned space are sucked, air-conditioned by the air-conditioner, and then supplied to the air-conditioned space And air conditioning the exhaust air by exhausting the air in the air-conditioned space and introducing it into a wet dust collector, injecting the liquid with the wet dust collector, and bringing the injected liquid into contact with the exhaust gas. The method is characterized in that heat exchange is performed between the liquid and outside air before being introduced into the outside air conditioner.
このような方法によれば、湿式集塵機で利用される液体により、外気調和機に導入される前の外気を加熱又は冷却できるため、外気調和機での加熱又は冷却に係る負荷が軽減され、高効率での空調が可能となる。 According to such a method, since the outside air before being introduced into the outside air conditioner can be heated or cooled by the liquid used in the wet dust collector, the load related to the heating or cooling in the outside air conditioner is reduced, and high Efficient air conditioning is possible.
また、前記外気調和機に導入される前の外気と熱交換した後の前記液体の温度が、前記被空調空間内の温度よりも低い場合には、前記熱交換した後の前記液体を、前記被空調空間から吸気され且つ前記空調機に導入される前の空気と熱交換させると、空調機での冷却負荷が軽減され、当該空調機での空調の効率が向上する。 In addition, when the temperature of the liquid after heat exchange with the outside air before being introduced into the outside air conditioner is lower than the temperature in the air-conditioned space, the liquid after the heat exchange is When heat is exchanged with the air that is sucked from the air-conditioned space and before being introduced into the air conditioner, the cooling load on the air conditioner is reduced, and the efficiency of air conditioning in the air conditioner is improved.
さらに、前記外気調和機に導入される前の外気と熱交換した後の前記液体の温度が、前記被空調空間内の温度よりも高い場合には、前記熱交換した後の前記液体を、前記被空調空間から吸気され且つ前記空調機に導入される前の空気とは熱交換させずに前記湿式集塵機に循環させると、空調機への負担を増加させることなく、高効率な空調が可能となる。 Furthermore, when the temperature of the liquid after heat exchange with the outside air before being introduced into the outside air conditioner is higher than the temperature in the air-conditioned space, the liquid after the heat exchange is When air is evacuated from the air-conditioned space and is circulated through the wet dust collector without exchanging heat with the air before being introduced into the air conditioner, highly efficient air conditioning is possible without increasing the burden on the air conditioner. Become.
また、前記外気調和機に導入される前の外気と熱交換した後の前記液体の温度が、前記被空調空間内の温度よりも低く、前記被空調空間内の温度と前記液体の温度との差が所定の範囲以上である場合には、前記熱交換した後の前記液体と、前記被空調空間から吸気され且つ前記空調機に導入される前の空気と断続的に熱交換させると好適である。 The temperature of the liquid after heat exchange with the outside air before being introduced into the outside air conditioner is lower than the temperature in the air-conditioned space, and the temperature in the air-conditioned space and the temperature of the liquid are When the difference is greater than or equal to a predetermined range, it is preferable to intermittently exchange heat between the liquid after the heat exchange and air before being introduced from the air-conditioned space and introduced into the air conditioner. is there.
本発明の空気調和設備は、被空調空間を空調する空気調和設備であって、外気導入経路を介して外気を導入し空調する外気調和機と、前記外気調和機の出口側と前記被空調空間とを連通する空調機吸入経路を介して、前記外気調和機により空調された外気と前記被空調空間からの空気とを吸気して空調した後、前記被空調空間に供給する空調機と、前記被空調空間の空気を排気して湿式集塵機に導入する排気手段と、前記外気導入経路に設けられた第1の熱交換器と、前記湿式集塵機に設けられた液体貯留部と前記第1の熱交換器の入口側とを連通する第1の経路と、前記第1の熱交換器の出口側と前記液体貯留部とを連通する第2の経路とを備えることを特徴とする。 The air-conditioning equipment of the present invention is an air-conditioning equipment that air-conditions an air-conditioned space, and introduces outside air through an outside air introduction path and air-conditions, an outlet side of the outside air conditioner, and the air-conditioned space An air conditioner that supplies air to the air-conditioned space after inhaling and air-conditioning the outside air conditioned by the outside air conditioner and the air from the air-conditioned space through an air conditioner suction path that communicates with the air-conditioner; and Exhaust means for exhausting air in the air-conditioned space and introducing it into the wet dust collector, a first heat exchanger provided in the outside air introduction path, a liquid storage section provided in the wet dust collector, and the first heat A first path communicating with the inlet side of the exchanger and a second path communicating with the outlet side of the first heat exchanger and the liquid storage unit are provided.
このような構成によれば、湿式集塵機で利用される液体により、外気調和機に導入される前の外気を加熱又は冷却できるため、外気調和機での加熱又は冷却に係る負荷が軽減され、高効率な空気調和設備を構築することが可能となる。 According to such a configuration, since the outside air before being introduced into the outside air conditioner can be heated or cooled by the liquid used in the wet dust collector, the load related to the heating or cooling in the outside air conditioner is reduced, and high It becomes possible to construct an efficient air conditioning facility.
また、本発明の空気調和設備は、被空調空間を空調する空気調和設備であって、外気導入経路を介して外気を導入し空調する外気調和機と、前記外気調和機の出口側と前記被空調空間とを連通する空調機吸入経路を介して、前記外気調和機により空調された外気と前記被空調空間からの空気とを吸気して空調した後、前記被空調空間に供給する空調機と、前記被空調空間の空気を排気して湿式集塵機に導入する排気手段と、前記外気導入経路に設けられた第1の熱交換器と、前記空調機吸入経路に設けられた第2の熱交換器と、前記湿式集塵機に設けられた液体貯留部と前記第1の熱交換器の入口側とを連通する第1の経路と、前記第2の熱交換器を経由して、前記第1の熱交換器の出口側と前記液体貯留部とを連通する第3の経路とを備えることを特徴とする。 The air conditioner of the present invention is an air conditioner for air-conditioning an air-conditioned space, and introduces an outside air through an outside air introduction path and air-conditions, an outlet side of the outside air conditioner, and the object to be aired. An air conditioner for supplying air to the air-conditioned space after inhaling and air-conditioning the outside air conditioned by the outside air conditioner and the air from the air-conditioned space via an air conditioner suction path communicating with the air-conditioned space; , Exhaust means for exhausting air in the air-conditioned space and introducing it into a wet dust collector, a first heat exchanger provided in the outside air introduction path, and a second heat exchange provided in the air-conditioner intake path A first path that communicates a container, a liquid reservoir provided in the wet dust collector, and an inlet side of the first heat exchanger, and the first heat exchanger, and the first heat exchanger. A third path communicating the outlet side of the heat exchanger and the liquid reservoir It is characterized in.
このような構成によれば、湿式集塵機で利用される液体により、外気調和機に導入される前の外気を加熱又は冷却できるため、外気調和機での加熱又は冷却に係る負荷が軽減され、高効率な空気調和設備を構築することが可能となると共に、空調機での冷却負荷が軽減され、当該空調機での空調の効率が向上する。 According to such a configuration, since the outside air before being introduced into the outside air conditioner can be heated or cooled by the liquid used in the wet dust collector, the load related to the heating or cooling in the outside air conditioner is reduced, and high It becomes possible to construct an efficient air-conditioning facility, reduce the cooling load on the air conditioner, and improve the efficiency of air conditioning on the air conditioner.
また、本発明の空気調和設備は、被空調空間を空調する空気調和設備であって、外気導入経路を介して外気を導入し空調する外気調和機と、前記外気調和機の出口側と前記被空調空間とを連通する空調機吸入経路を介して、前記外気調和機により空調された外気と前記被空調空間からの空気とを吸気して空調した後、前記被空調空間に供給する空調機と、前記被空調空間の空気を排気して湿式集塵機に導入する排気手段と、前記外気導入経路に設けられた第1の熱交換器と、前記空調機吸入経路に設けられた第2の熱交換器と、前記湿式集塵機に設けられた液体貯留部と前記第1の熱交換器の入口側とを連通する第1の経路と、前記第1の熱交換器の出口側と前記液体貯留部とを連通する第2の経路と、前記第2の熱交換器を経由して、前記第1の熱交換器の出口側と前記液体貯留部とを連通する第3の経路とを備え、前記第2の経路は、前記第2の熱交換器をバイパスしており、前記第2の経路と前記第3の経路とを選択的に切換える切換手段を備えることを特徴とする。 The air conditioner of the present invention is an air conditioner for air-conditioning an air-conditioned space, and introduces an outside air through an outside air introduction path and air-conditions, an outlet side of the outside air conditioner, and the object to be aired. An air conditioner for supplying air to the air-conditioned space after inhaling and air-conditioning the outside air conditioned by the outside air conditioner and the air from the air-conditioned space via an air conditioner suction path communicating with the air-conditioned space; , Exhaust means for exhausting air in the air-conditioned space and introducing it into a wet dust collector, a first heat exchanger provided in the outside air introduction path, and a second heat exchange provided in the air-conditioner intake path A first path that communicates a storage device, a liquid storage section provided in the wet dust collector, and an inlet side of the first heat exchanger, an outlet side of the first heat exchanger, and the liquid storage section Through the second path communicating with the second heat exchanger, A third path that communicates the outlet side of the first heat exchanger and the liquid reservoir, and the second path bypasses the second heat exchanger, and the second path And a switching means for selectively switching between the third path and the third path.
このような構成によれば、湿式集塵機で利用される液体により、外気調和機に導入される前の外気を加熱又は冷却できるため、外気調和機での加熱又は冷却に係る負荷が軽減され、高効率な空気調和設備を構築することが可能となると共に、空調機での冷却負荷が軽減され、当該空調機での空調の効率が向上する。さらに、前記第2の経路は、前記第2の熱交換器をバイパスしており、前記第2の経路と前記第3の経路とを選択的に切換える切換手段を備えているため、前記液体の状態に応じて、第2の熱交換器の使用を選択することができ、より一層高効率な空調が可能となる。 According to such a configuration, since the outside air before being introduced into the outside air conditioner can be heated or cooled by the liquid used in the wet dust collector, the load related to the heating or cooling in the outside air conditioner is reduced, and high It becomes possible to construct an efficient air-conditioning facility, reduce the cooling load on the air conditioner, and improve the efficiency of air conditioning on the air conditioner. Further, the second path bypasses the second heat exchanger and includes switching means for selectively switching between the second path and the third path. Depending on the state, the use of the second heat exchanger can be selected, and air conditioning with even higher efficiency becomes possible.
また、本発明の空気調和設備の制御方法は、前記外気調和機に導入される前の外気の温度が、前記被空調空間内の温度と前記液体貯留部内の液体の温度と間の温度域にある場合には、前記液体の循環を停止させることを特徴とする。このような制御方法により、前記第1の熱交換器や前記第2の熱交換器における、空気調和設備の効率向上に寄与しない不要な熱交換を防止することができる。 In the air conditioning equipment control method according to the present invention, the temperature of the outside air before being introduced into the outside air conditioner is in a temperature range between the temperature in the air-conditioned space and the temperature of the liquid in the liquid reservoir. In some cases, the circulation of the liquid is stopped. By such a control method, it is possible to prevent unnecessary heat exchange that does not contribute to improving the efficiency of the air-conditioning equipment in the first heat exchanger or the second heat exchanger.
本発明によれば、クリーンルーム等の外気調和機や空調機の負担を軽減でき、高効率での空調が可能となる空気調和方法、空気調和設備及びこの空気調和設備の制御方法が提供される。また、本発明によれば、既存のクリーンルーム等に設置されている空気調和設備に熱媒体が循環する配管の敷設工事や熱交換器の施工を行うという容易な工事で高効率な空気調和設備を実現でき、低コストで空気調和設備のエネルギ消費を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air conditioning method, air conditioning equipment, and control method of this air conditioning equipment which can reduce the burden of external air conditioners and air conditioners, such as a clean room, and enable highly efficient air conditioning are provided. In addition, according to the present invention, a highly efficient air conditioning facility can be provided by an easy work of laying a pipe in which a heat medium circulates or a heat exchanger in an air conditioning facility installed in an existing clean room or the like. This can be realized and the energy consumption of the air-conditioning equipment can be reduced at low cost.
以下、本発明に係る空気調和方法について、この空気調和方法を実施する空気調和設備との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an air conditioning method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments in relation to air conditioning equipment for implementing the air conditioning method.
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和設備10の概略構成説明図を示している。図1に示すように、空気調和設備10は、被空調空間の一例としてのクリーンルーム12内を一定温度(例えば、23±1℃)、一定湿度(例えば、45±5%RH)及び一定圧力(例えば、外部よりも若干高い正圧であって、10〜20Pa程度)に維持する設備であって、空気調和部14と、熱媒体循環部16と、局所排気部18と、制御装置19とから構成される。
FIG. 1: has shown schematic structure explanatory drawing of the
クリーンルーム12は、例えば半導体製造工場で使用され、その室内には、図示しない洗浄装置や乾燥装置等の各種生産装置が製造プロセス毎に多数設置される。
The
空気調和部14は、外気を導入して所定の温度及び湿度に空調した後、クリーンルーム12内の空気(環気)を吸気して前記外気と混合した後、空調し、クリーンルーム12内に供給する。
The
この空気調和部14は、外気を導入するダクトである外気導入経路20と、外気導入経路20と連通し、外気導入経路20を介して導入される外気を空調する外気調和機22と、外気調和機22の出口側(下流側)とクリーンルーム12とを連通する空調機吸入経路24と、外気調和機22で空調された外気とクリーンルーム12からの環気とが混合した混合気を空調機吸入経路24を介して導入して空調する空調機26と、空調機26の出口側と連通し、空調機26で空調された前記混合気をクリーンルーム12内に供給する循環経路28とを備える。
The
外気調和機22は、外気導入経路20を介して外気を導入して空調(温度及び湿度の調整)を行うものである。この外気調和機22には、入口側(上流側)から順に、予熱コイル30と、加湿器32と、冷却コイル34と、再燃コイル36と、ファン38と、フィルタ40とが配置され、ファン38により外気が流通する。
The
予熱コイル30及び再燃コイル36は、例えば、電気ヒータや図示しない蒸気圧縮式冷凍機の凝縮器であって、外気を加熱する作用を奏する。また、冷却コイル34は、例えば、前記蒸気圧縮式冷凍機の蒸発器であって、外気を冷却する作用を奏する。さらに、加湿器32は、水を噴霧して外気を調湿すると共に、水と外気とを接触させることで、外気中の汚染物質等を除去する作用を奏する。なお、フィルタ40には、例えばHEPAフィルタが好適に用いられ、外気調和機22に導入された外気の粉塵等を除去する。
The
空調機26は、外気調和機22で空調された外気とクリーンルーム12からの環気とが混合した混合気を空調機吸入経路24を介して導入し、空調を行うものである。この空調機26には、入口側(上流側)から順に、冷却コイル42と、加湿器44と、ファン46とが配置され、ファン46により前記混合気が流通して空調された後、クリーンルーム12内に供給される。
The
冷却コイル42は、例えば、図示しない冷却塔等を備える冷却水循環装置により前記混合気を冷却する。また、加湿器44は、上記加湿器32と同様に、水を噴霧して導入された混合気を調湿する。
The
熱媒体循環部16は、後述するスクラバ48にて使用される水を熱媒体として循環させて空気調和部14の各位置における空気と熱交換させることで、外気調和機22や空調機26の負担を軽減するために配設される。
The heat
この熱媒体循環部16は、スクラバ48の下部に設けられる水槽50と外気導入経路20に配設される第1熱交換器52(第1の熱交換器)の入口側(上流側)とを連通する第1経路54(第1の経路)と、第1熱交換器52の出口側(下流側)と前記水槽50とを連通する第2経路56(第2の経路)と、第2経路56から分岐して空調機吸入経路24におけるクリーンルーム側経路24bに配設される第2熱交換器58(第2の熱交換器)を経由して、再び第2経路56に三方弁60(切換手段)を介して合流する切換経路62とを備え、第1経路54に配設されるポンプ64により、スクラバ48の水槽50内の水が熱媒体として循環する。
The heat
なお、本実施形態において、三方弁60の切換えにより、第2経路56の前記分岐部分より上流側と、切換経路62と、第2経路56の三方弁60より下流側とが連通する経路が、第3の経路として機能することになる。
In the present embodiment, when the three-
また、切換経路62は、第2経路56から分岐し、第2熱交換器58を経由した後、直接水槽50に接続されるようにしてもよい。この場合には、三方弁60は、切換経路62と第2経路56との分岐部分に配設される。
Further, the switching
第1熱交換器52及び第2熱交換器58は、熱媒体と、外気及び環気とが対向流となるように配設される。これにより、第1熱交換器52及び第2熱交換器58での熱媒体と、外気又は環気との熱交換効率が向上する。
The
排気手段としての局所排気部18は、クリーンルーム12内における図示しない洗浄装置等で使用されるHF(フッ化水素)やNH3(アンモニア)等の薬品が蒸発して混入した空気を、排気ダクト66から局所的に吸引して強制排気するものである。
The
この局所排気部18には、排気ダクト66に連通する排気経路68と、排気経路68に配設される排気ファン70と、排気経路68と連通し、排気中の前記薬品等を液体、例えば、水に溶解させて当該排気を洗浄するスクラバ48(湿式集塵機)とを備える。
The
湿式集塵機であるスクラバ48は、下部に液体貯留部としての水槽50を有し、この水槽50内に貯留される水をポンプ72を介して噴霧部74から噴霧させ、前記排気と接触させることにより、排気中の薬品等を除去して当該排気を洗浄するものである。前記洗浄された排気は、スクラバ48の上部から外部に排出される。また、水槽50内に貯留される水は、必要に応じてドレン弁76を介して排出され、給水口78より給水される。
The
このように、局所排気部18によりクリーンルーム12内の空気が外部に排出されるが、上記のように外気を導入することで、クリーンルーム12内が所定の圧力(正圧)に維持されている。
As described above, the air in the
制御装置19は、空気調和設備10における各部温度を検出するための温度センサ、すなわち、外気温度(Toa)を検出する温度センサ80a、クリーンルーム12内の温度(Tr)を検出する温度センサ80b、水槽50内の温度(T1)を検出する温度センサ80c及び第1熱交換器52から出た熱媒体の温度(T2)を検出する温度センサ80dでの検出結果に基づき、三方弁60を切換制御する。
The
つまり、制御装置19は、前記各温度センサ80a〜80dでの検出結果に基づき、三方弁60を切換制御して、切換経路62への熱媒体の流通の可否を選択的に切換える。この場合、切換経路62へ熱媒体を流通させず、第2熱交換器58を機能させない場合には、三方弁60は、図1中のA方向に熱媒体が流通するように切換えられる。一方、切換経路62へ熱媒体を流通させ、第2熱交換器58を機能させる場合には、三方弁60は、図1中のB方向に熱媒体が流通するように切換えられる。
That is, the
さらに、制御装置19は、外気調和機22、空調機26、スクラバ48、排気ファン70及びポンプ64等の運転を制御する。
Further, the
次に、以上のように構成される空気調和設備10によるクリーンルーム12の空気調和方法について説明する。以下の説明では、先ず、空気調和部14及び局所排気部18の動作について図1を参照して説明し、次いで、熱媒体循環部16の動作について図2及び図3を参照して説明する。
Next, the air conditioning method of the
空気調和部14において、外気導入経路20を介して外気が外気調和機22に導入され、外気調和機22にて所定の温度及び湿度に調整されて、空調機吸入経路24の外気調和機側経路24aに流通する。
In the
そして、外気調和機22で空調され外気調和機側経路24aに流通した外気は、空調機吸入経路24のクリーンルーム側経路24bからの環気と混合され、この混合気は、空調機26に導入される。空調機26は、前記混合気を所定の温度及び湿度に調整した後、循環経路28からクリーンルーム12内に供給(給気)する。
The outside air that has been air-conditioned by the
以上のように、空気調和部14において、外気及び環気が空調されることで、クリーンルーム12内が所定の温度及び湿度に維持される。
As described above, the inside of the
一方、局所排気部18では、上記のように、排気ダクト66からの排気が、排気経路68を介して、スクラバ48内に導入される。この排気は、スクラバ48内で噴霧される水と接触して洗浄された後、外部へ排出される。
On the other hand, in the
このとき、クリーンルーム12内の温度(Tr)が+23℃で略一定であるため、スクラバ48内に導入される排気の温度も+23℃で略一定である。このため、スクラバ48内で噴霧されて排気と接触した後、水槽50内に貯留されている水の温度(T2)は、+23℃程度の排気との接触及び噴霧される水の蒸発潜熱による冷却のため、外気温度Toaとは略無関係に、+15〜20℃程度に保持されている。
At this time, since the temperature (Tr) in the
次に、熱媒体循環部16の動作について、図2及び図3を参照して説明する。熱媒体循環部16では、スクラバ48の水槽50内に貯留されている水が熱媒体としてポンプ64の駆動により循環する。なお、三方弁60は、主にクリーンルーム12内の温度(Tr)と、第1熱交換器52から出た熱媒体の温度(T2)との関係により、その切換方向が制御される。また、この場合、Tr>T1であることを前提として説明するものとする。
Next, the operation of the heat
第1に、例えば夏期であって、外気温度(Toa)がクリーンルーム12内温度(Tr)より高い場合、すなわち、Toa>Trである場合について説明する。
First, for example, in the summer, the case where the outside air temperature (Toa) is higher than the temperature (Tr) in the
この場合、水槽50内で貯留している熱媒体(水)は、上記のように、例えば、T1=+15℃程度である。このため、ポンプ64を駆動することにより、熱媒体は、第1経路54から第1熱交換器52を流通し、外気調和機22に導入される前の外気と熱交換して、この外気を冷却する。
In this case, the heat medium (water) stored in the
このように、外気調和機22に導入される前の外気が冷却されることにより、外気温度が高い場合でも、外気調和機22での冷却負荷が軽減されるため、外気調和機22での空調の効率が向上する。
In this way, since the outside air before being introduced into the
ここで、クリーンルーム側経路24bへの環気は、クリーンルーム12内での熱負荷により、当該クリーンルーム12内の温度よりも若干高く、例えば、+25℃程度となっている。
Here, the atmosphere to the clean
そこで、先ず、第1熱交換器52から出た熱媒体の温度(T2)と、クリーンルーム12内の温度(Tr)との関係において、T2<Trの場合には、制御装置19は三方弁60をB方向に切換える。これにより、図3に示すように、ポンプ64の作用下、第1経路54から第1熱交換器52を経た熱媒体は、切換経路62及び第2熱交換器58へと流通する。
Therefore, first, in the relationship between the temperature (T2) of the heat medium output from the
このため、第2熱交換器58において、熱媒体により、クリーンルーム12からの環気が冷却されることで、空調機26に導入される混合気が冷却され、空調機26での冷却負荷が軽減されるため、空調機26での空調の効率が向上する。そして、第2熱交換器58を経由した熱媒体は、三方弁60を介して、水槽50へと戻ることになる。
For this reason, in the
一方、例えば、外気温度(Toa)が非常に高く、第1熱交換器52から出た熱媒体の温度(T2)と、クリーンルーム12内の温度(Tr)との関係において、T2>Trの場合には、熱媒体により前記環気を冷却することが不可能であるため、制御装置19は三方弁60をA方向に切換える。これにより、図2に示すように、熱媒体は、ポンプ64の作用下、切換経路62及び第2熱交換器58へは流通せずに、三方弁60を介して水槽50へと戻ることになる。
On the other hand, for example, when the outside air temperature (Toa) is very high and the relationship between the temperature (T2) of the heat medium output from the
第2に、例えば冬期であって、外気温度(Toa)がクリーンルーム12内温度(Tr)より低い場合、すなわち、Toa<Trである場合について説明する。なお、この場合のT1とToaとTrとの関係は、Toa≦T1<Trとなる。
Secondly, for example, in winter, the case where the outside air temperature (Toa) is lower than the temperature (Tr) in the
この場合にも、水槽50内の熱媒体(水)は、上記のように、例えば、T1=+15℃程度である。このため、ポンプ64を駆動することにより、熱媒体は、第1経路54から第1熱交換器52を流通し、外気調和機22に導入される前の外気と熱交換して、この外気を加熱すると共に、当該熱媒体自体は冷却される。
Also in this case, the heat medium (water) in the
このように、外気調和機22に導入される前の外気が加熱されることにより、外気温度が低い場合でも、外気調和機22での加熱負荷が低減されるため、外気調和機22での空調の効率が向上する。
As described above, since the outside air before being introduced into the
ここで、クリーンルーム側経路24bへの環気は、上記のように、クリーンルーム12内での熱負荷により、当該クリーンルーム12内の温度よりも若干高く、例えば、+25℃程度となっている。
Here, the atmosphere to the clean
そこで、先ず、第1熱交換器52から出た熱媒体の温度(T2)と、クリーンルーム12内の温度(Tr)との関係において、T2<Trの場合には、制御装置19は三方弁60をB方向に切換える。これにより、図3に示すように、ポンプ64の作用下、第1経路54から第1熱交換器52を経た熱媒体は、切換経路62及び第2熱交換器58へと流通する。
Therefore, first, in the relationship between the temperature (T2) of the heat medium output from the
このため、第2熱交換器58において、熱媒体により、クリーンルーム12からの環気が冷却されることで、空調機26に導入される混合気が冷却され、空調機26での冷却負荷が軽減されるため、空調機26での空調の効率が向上する。そして、第2熱交換器58を経由した熱媒体は、三方弁60を介して、水槽50へと戻ることになる。
For this reason, in the
ところで、この場合(例えば、冬期。Toa<Tr)には、第1熱交換器52から出た熱媒体の温度(T2)は、クリーンルーム12内の温度(Tr)以上となることはないため、通常、三方弁60は常にB方向に切換制御されている。
By the way, in this case (for example, in winter, Toa <Tr), the temperature (T2) of the heat medium output from the
ところが、外気温度(Toa)が非常に低い時には、第1熱交換器52から出た熱媒体の温度(T2)が過度に低下してしまう場合がある。このような場合、第1熱交換器52にて過度に冷却された熱媒体を第2熱交換器58へ流通させてしまうと、クリーンルーム12からの環気の温度が過度に(例えば、+10℃〜+15℃程度まで)低下するおそれがあり、結果的に空調機26での暖房負荷が増加してしまう可能性がある。
However, when the outside air temperature (Toa) is very low, the temperature (T2) of the heat medium output from the
そこで、上記のように、外気温度(Toa)が非常に低く、クリーンルームからの環気の温度が過度に低下するおそれがある場合、すなわち、第1熱交換器52から出た熱媒体の温度(T2)と、クリーンルーム12内の温度(Tr)との関係において、T2<Trであって、T2とTrの温度差が所定の範囲以上(例えば、20℃以上)となる場合(以下、T2<<Trと記載する)には、制御装置19により切換手段である三方弁60を断続的に切換制御して、第2熱交換器58にて熱媒体と環気とを断続的に熱交換させることにより、前記環気が過度に冷却されることを防止する制御を行う。
Therefore, as described above, when the outside air temperature (Toa) is very low and the temperature of the ambient air from the clean room may be excessively lowered, that is, the temperature of the heat medium that has come out of the first heat exchanger 52 ( (T2) and the temperature (Tr) in the
このように、断続的に切換手段である三方弁60を制御する方法については、例えば、第2熱交換器58の熱交換能力とTrとT2の温度差から、空調機26に導入される空気の温度を予測して、該空調機26に導入される空気の温度がTrよりも低くなることが想定される場合や、第2熱交換器58で熱交換した後の空気の温度を測定し、該測定された温度がTrよりも低い場合において、三方弁60を切換制御し、第2熱交換器58への熱媒体の循環を一時的に停止する方法が挙げられる。
Thus, about the method of controlling the three-
なお、前記断続的に熱交換させるとは、所定時間毎に三方弁60を切換制御することにより、第2熱交換器58への熱媒体の流通を所定時間毎に停止又は流通させるように制御することなどが一例として挙げられる。
The intermittent heat exchange is controlled so that the flow of the heat medium to the
第3に、夏期や冬期以外、例えば、春期や秋期(中間期)であって、外気温度(Toa)が、クリーンルーム12内温度(Tr)以下であって、水槽50内の熱冷媒の温度(T1)より高い場合(Toaが、TrとT1との間の温度域にある場合)、すなわち、T1<Toa≦Trとなる場合について説明する。
Third, other than summer and winter, for example, in spring and autumn (intermediate), the outside air temperature (Toa) is equal to or lower than the temperature (Tr) in the
このような場合、第1熱交換器52及び第2熱交換器58における上記熱媒体と、外気又は環気との熱交換を行ったとしても、必ずしも所望の効率向上を図ることが困難である可能性がある。このため、このような場合には、制御装置19により、ポンプ64を停止して、熱媒体の第1熱交換器52及び第2熱交換器58への循環を行わないような制御を実行するものとする。
In such a case, even if heat exchange between the heat medium in the
以上のように、熱媒体循環部16においては、表1に示すように、5種類の制御方法が実行される。このように、空気調和設備10では、外気温度(Toa)、クリーンルーム12内の温度(Tr)、第1熱交換器52から出た熱冷媒の温度(T2)及び水槽50内の温度(T1)等からなる各条件に応じて、ポンプ64のON−OFF制御や三方弁60の切換制御を行うことで、より一層高効率な空調運転が可能となる。
As described above, in the heat
以上、本実施形態に係る空気調和設備10によれば、スクラバ48にて使用される液体である水を熱媒体として、熱媒体循環部16を循環させると共に、三方弁60を切換制御する。これにより、外気調和機22及び空調機26へ導入される外気及び環気を、第1熱交換器52と第2熱交換器58により加熱又は冷却することができる。
As described above, according to the air-
このため、例えば、外気温度の高い夏期には、特に外気調和機22の負担を大幅に軽減することができる。また、外気温度の低い冬場には、外気調和機22及び空調機26の負担を大幅に軽減することができ、空気調和設備10の効率を向上させることができる。
For this reason, for example, in summer when the outside air temperature is high, the burden on the
特に、上記実施形態でのクリーンルーム12のように、局所排気部18を有している場合には、クリーンルーム12内の空気の排気量が大きく、クリーンルーム12内を上記のような正圧に維持するためには、その分、外気導入量も大きくなり、その空調には膨大なエネルギを消費する。しかしながら、本実施形態に係る空気調和設備10では、上記のような高効率での空調が可能であるため、クリーンルーム12の空調に係るエネルギ消費量を大幅に低減することができる。
In particular, when the
ところで、本実施形態に係る空気調和設備10では、基本的には、熱媒体循環部16による熱媒体の循環という簡単な構成により、空気調和部14での空調効率を大幅に向上させることができる。
By the way, in the
このため、例えば、既に空気調和部14及び局所排気部18が配設されているようなクリーンルーム等の空気調和設備において、スクラバ48の水槽50に第1経路54及び第2経路56を配管工事すると共に、外気導入経路20及びクリーンルーム側経路24bに第1熱交換器52及び第2熱交換器58を、さらに、三方弁60及び各経路を施工するという簡単な追加工事によって、本発明の実施形態に係る空気調和設備10を構築することができる。
For this reason, for example, in an air conditioning facility such as a clean room where the
従って、既存のクリーンルームの空気調和設備を、容易且つ低コストで、本実施形態に係る高効率な空気調和設備10に変更することが可能となる。
Therefore, it becomes possible to change the existing air conditioning equipment of the clean room to the highly efficient
なお、熱媒体循環部16は、本実施形態に係る空気調和設備10の使用条件や設置場所等に応じて、例えば、第1経路54と、第2経路56と、第1熱交換器52とを用い、三方弁60等を用いずに、外気と熱媒体とを熱交換させ、環気と熱媒体とは熱交換しないように構成してもよい。
In addition, the heat
同様に、熱媒体循環部16は、第1経路54と、第1熱交換器52と、第2経路56の切換経路62への分岐部分より上流側と、切換経路62と、第2熱交換器58とを用いて切換経路62の下流側を水槽50に連通させ、三方弁60等を用いずに、外気及び環気と熱媒体とを熱交換させるように構成してもよい。この場合には、第2経路56の切換経路62への分岐部分より上流側と、切換経路62と、第2熱交換器58とを用いて切換経路62の下流側を水槽50に連通させることにより構成される経路が、上記した第3の経路として機能する。
Similarly, the heat
以上、上記実施形態により本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by the said embodiment, this invention is not limited to this, Of course, it is possible to take various structures, without deviating from the summary of this invention.
第2熱交換器58は、空調機吸入経路24のクリーンルーム側経路24bに設けるものとしたが、例えば、外気調和機側経路24aとクリーンルーム側経路24bとが合流した後の空調機吸入経路24に設けてもよい。
The
また、外気調和機22及び空調機26は、夫々導入される外気及び混合気を所定の温度及び湿度に調整できればよく、上記実施形態の構成に限定されるものではない。
Moreover, the
また、本発明に係る空気調和設備10の運転制御は、上記した5種類の制御方法(表1参照)に限定されるものではなく、種々の制御を実行可能であることは勿論である。
Further, the operation control of the air-
さらに、本発明に係る空気調和方法、空気調和設備及びこの空気調和設備の制御方法はクリーンルーム以外の恒温室等にも適用可能であることは当然である。 Furthermore, it is natural that the air conditioning method, the air conditioning equipment, and the control method for the air conditioning equipment according to the present invention can be applied to a temperature-controlled room other than a clean room.
10…空気調和設備 12…クリーンルーム
14…空気調和部 16…熱媒体循環部
18…局所排気部 19…制御装置
20…外気導入経路 22…外気調和機
24…空調機吸入経路 24a…外気調和機側経路
24b…クリーンルーム側経路 26…空調機
28…循環経路 48…スクラバ
50…水槽 52…第1熱交換器
54…第1経路 56…第2経路
58…第2熱交換器 60…三方弁
62…切換経路 64、72…ポンプ
74…噴霧部
80a、80b、80c、80d…温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記空調された外気と被空調空間からの空気とを吸気し、空調機により空調した後、前記被空調空間に供給し、
排気手段により前記被空調空間の空気を排気して湿式集塵機に導入し、該湿式集塵機にて液体を噴射し、前記噴射した液体と前記排気とを接触させて前記排気を洗浄する空気調和方法であって、
前記液体と、前記外気調和機に導入される前の外気とを熱交換させ、
前記外気調和機に導入される前の外気と熱交換した後の前記液体の温度が、前記被空調空間内の温度よりも低い場合には、
前記熱交換した後の前記液体を、前記被空調空間から吸気され且つ前記空調機に導入される前の空気と熱交換させることを特徴とする空気調和方法。 Air is introduced and air-conditioned by an outdoor air conditioner,
Inhale the air from the air-conditioned outside air and air from the air-conditioned space, air-conditioned by an air conditioner, and supply to the air-conditioned space,
An air conditioning method in which air in the air-conditioned space is exhausted by an exhaust means and introduced into a wet dust collector, liquid is ejected by the wet dust collector, and the ejected liquid and the exhaust are brought into contact with each other to clean the exhaust. There,
Heat exchange between the liquid and the outside air before being introduced into the outside air conditioner ,
When the temperature of the liquid after heat exchange with the outside air before being introduced into the outside air conditioner is lower than the temperature in the air-conditioned space,
The liquid after exchanging the heat, the air conditioner wherein the Rukoto to exchange heat with air prior to being introduced into the air-conditioned space is sucked from and the air conditioner.
前記空調された外気と被空調空間からの空気とを吸気し、空調機により空調した後、前記被空調空間に供給し、
排気手段により前記被空調空間の空気を排気して湿式集塵機に導入し、該湿式集塵機にて液体を噴射し、前記噴射した液体と前記排気とを接触させて前記排気を洗浄する空気調和方法であって、
前記液体と、前記外気調和機に導入される前の外気とを熱交換させ、
前記外気調和機に導入される前の外気と熱交換した後の前記液体の温度が、前記被空調空間内の温度よりも高い場合には、
前記被空調空間から吸気され且つ前記空調機に導入される前の空気と熱交換を行う熱交換部に向かう経路の循環を停止し、前記外気と熱交換した後の前記液体を、前記熱交換部をバイパスする経路を介して前記湿式集塵機に循環させることを特徴とする空気調和方法。 Air is introduced and air-conditioned by an outdoor air conditioner,
Inhale the air from the air-conditioned outside air and air from the air-conditioned space, air-conditioned by an air conditioner, and supply to the air-conditioned space,
An air conditioning method in which air in the air-conditioned space is exhausted by an exhaust means and introduced into a wet dust collector, liquid is ejected by the wet dust collector, and the ejected liquid and the exhaust are brought into contact with each other to clean the exhaust. There,
Heat exchange between the liquid and the outside air before being introduced into the outside air conditioner,
When the temperature of the liquid after heat exchange with the outside air before being introduced into the outside air conditioner is higher than the temperature in the air-conditioned space ,
Stop circulation path toward the heat exchanger for performing heat exchange with air before being introduced before Symbol sucked from the air-conditioned space and the air conditioner, the liquid after the outdoor air heat exchanger, the heat An air conditioning method comprising circulating to the wet dust collector through a path that bypasses the exchange unit .
前記外気調和機に導入される前の外気と熱交換した後の前記液体の温度が、前記被空調空間内の温度よりも低く、前記被空調空間内の温度と前記液体の温度との差が所定の範囲以上である場合には、
前記熱交換した後の前記液体と、前記被空調空間から吸気され且つ前記空調機に導入される前の空気と断続的に熱交換させることを特徴とする空気調和方法。 The air conditioning method according to claim 1 , wherein
The temperature of the liquid after heat exchange with the outside air before being introduced into the outside air conditioner is lower than the temperature in the air-conditioned space, and the difference between the temperature in the air-conditioned space and the temperature of the liquid is If it is above the specified range,
An air conditioning method characterized by intermittently exchanging heat between the liquid after the heat exchange and the air that has been sucked from the air-conditioned space and before being introduced into the air conditioner.
外気導入経路を介して外気を導入し空調する外気調和機と、
前記外気調和機の出口側と前記被空調空間とを連通する空調機吸入経路を介して、前記外気調和機により空調された外気と前記被空調空間からの空気とを吸気して空調した後、前記被空調空間に供給する空調機と、
前記被空調空間の空気を排気して湿式集塵機に導入する排気手段と、
前記外気導入経路に設けられた第1の熱交換器と、
前記空調機吸入経路に設けられた第2の熱交換器と、
前記湿式集塵機に設けられた液体貯留部と前記第1の熱交換器の入口側とを連通する第1の経路と、
前記第2の熱交換器を経由して、前記第1の熱交換器の出口側と前記液体貯留部とを連通する第3の経路とを備えることを特徴とする空気調和設備。 An air conditioner that air-conditions the air-conditioned space,
An outside air conditioner that introduces outside air through the outside air introduction path and air-conditions,
After air-conditioning by taking in the outside air conditioned by the outside air conditioner and the air from the air conditioned space through an air conditioner suction path communicating the outlet side of the outside air conditioner and the air conditioned space, An air conditioner that supplies the air-conditioned space;
Exhaust means for exhausting air in the air-conditioned space and introducing it into a wet dust collector;
A first heat exchanger provided in the outside air introduction path;
A second heat exchanger provided in the air conditioner suction path;
A first path communicating the liquid storage section provided in the wet dust collector and the inlet side of the first heat exchanger;
An air-conditioning facility comprising a third path communicating the outlet side of the first heat exchanger and the liquid storage part via the second heat exchanger.
外気導入経路を介して外気を導入し空調する外気調和機と、
前記外気調和機の出口側と前記被空調空間とを連通する空調機吸入経路を介して、前記外気調和機により空調された外気と前記被空調空間からの空気とを吸気して空調した後、前記被空調空間に供給する空調機と、
前記被空調空間の空気を排気して湿式集塵機に導入する排気手段と、
前記外気導入経路に設けられた第1の熱交換器と、
前記空調機吸入経路に設けられた第2の熱交換器と、
前記湿式集塵機に設けられた液体貯留部と前記第1の熱交換器の入口側とを連通する第1の経路と、
前記第1の熱交換器の出口側と前記液体貯留部とを連通する第2の経路と、
前記第2の熱交換器を経由して、前記第1の熱交換器の出口側と前記液体貯留部とを連通する第3の経路とを備え、
前記第2の経路は、前記第2の熱交換器をバイパスしており、
前記第2の経路と前記第3の経路とを選択的に切換える切換手段を備えることを特徴とする空気調和設備。 An air conditioner that air-conditions the air-conditioned space,
An outside air conditioner that introduces outside air through the outside air introduction path and air-conditions,
After air-conditioning by taking in the outside air conditioned by the outside air conditioner and the air from the air conditioned space through an air conditioner suction path communicating the outlet side of the outside air conditioner and the air conditioned space, An air conditioner that supplies the air-conditioned space;
Exhaust means for exhausting air in the air-conditioned space and introducing it into a wet dust collector;
A first heat exchanger provided in the outside air introduction path;
A second heat exchanger provided in the air conditioner suction path;
A first path communicating the liquid storage section provided in the wet dust collector and the inlet side of the first heat exchanger;
A second path communicating the outlet side of the first heat exchanger and the liquid reservoir;
A third path communicating the outlet side of the first heat exchanger and the liquid reservoir via the second heat exchanger;
The second path bypasses the second heat exchanger;
An air conditioning facility comprising switching means for selectively switching between the second route and the third route.
前記外気調和機に導入される前の外気の温度が、前記被空調空間内の温度と前記液体貯留部内の液体の温度と間の温度域にある場合には、前記液体の循環を停止させることを特徴とする空気調和設備の制御方法。 It is a control method of the air conditioning equipment according to claim 4 or 5 ,
When the temperature of the outside air before being introduced into the outside air conditioner is in a temperature range between the temperature in the air-conditioned space and the temperature of the liquid in the liquid reservoir, the circulation of the liquid is stopped. A control method of an air conditioning facility characterized by the above.
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