(57)【要約】【課題】容易且つ確実に給気を制御可能な空調システム、空調装置及び空調方法を提供する。【解決手段】気体が通流する室６と、室６を通流する気体の風量を制御する第１給排気制御手段３，９と、第１給排気制御手段３，９とは別体に構成され、第１給排気制御手段３，９が制御されることによる風量の変化に応じて制御される第２給排気制御手段２０，２１と、第１給排気制御手段３，９及び第２給排気制御手段２０，２１を制御する演算制御部３０と、を備えることを特徴とする、空調システム。【選択図】図１
2014016086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が通流する室と、
前記室を通流する気体の風量を制御する第１給排気制御手段と、
前記第１給排気制御手段とは別体に構成され、前記第１給排気制御手段が制御されることによる風量の変化に応じて制御される第２給排気制御手段と、
前記第１給排気制御手段及び前記第２給排気制御手段を制御する演算制御部と、を備えている
ことを特徴とする、空調システム。
【請求項２】
前記演算制御部は、
前記第１給排気制御手段による風量を増加させる制御を行う場合には、前記第２給排気制御手段による風量を減少させる制御をさらに行い、
前記第１給排気制御手段による風量を減少させる制御を行う場合には、前記第２給排気制御手段による風量を増加させる制御をさらに行う
ことを特徴とする、請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記演算制御部は、前記第２給排気制御手段の制御を、前記第１給排気制御手段の制御よりも遅く制御する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記第１給排気制御手段は、第１風量制御手段及び第１圧力制御手段であり、
前記第２給排気制御手段は、第２風量制御手段及び第２圧力制御手段であり、
前記第１風量制御手段及び前記第２風量制御手段は、前記室に近い方から、通流する空気流れの上流方向に、前記第２風量制御手段及び前記第１風量制御手段の順で前記室に接続され、
前記第１圧力制御手段及び前記第２圧力制御手段は、前記室に近い方から、通流する空気流れの下流方向に、前記第１圧力制御手段及び前記第２圧力制御手段の順で前記室に接続されている
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項５】
室を通流する気体の風量を増加させる制御を行う場合には、当該制御による風量の変化に応じて、前記室を通流する気体の風量を減少させる制御をさらに行い、
前記室を通流する気体の風量を減少させる制御を行う場合には、当該制御による風量の変化に応じて、前記室を通流する気体の風量を増加させる制御をさらに行う
ことを特徴とする、空調装置。
【請求項６】
室を通流する気体の風量を増加させる制御を演算制御部によって行う場合には、当該制御による風量の変化に応じて、前記室を通流する気体の風量を減少させる制御を前記演算制御部によってさらに行い、
前記室を通流する気体の風量を減少させる制御を前記演算制御部によって行う場合には、当該制御による風量の変化に応じて、前記室を通流する気体の風量を増加させる制御を前記演算制御部によってさらに行う
ことを特徴とする、空調方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
例えば手術、製薬、動物飼育、遺伝子工学実験、蓄電池や半導体の製造時において、クリーンルームが利用されている。クリーンルームの室内の圧力は、室内への封じ込めや清浄な環境の観点から、制御されている。例えば遺伝子工学実験や医学分野用のクリーンルーム（動物飼育室等）においては、室内への封じ込めの観点から、室内の圧力は室外の圧力よりも通常は低く設定されている。また、例えば半導体製造用のクリーンルームにおいては、室内を清浄に維持する観点から、室内の圧力は室外の圧力よりも通常は高く設定されている。
【０００２】
図５は従来の空調システム２００を示す図である。図５に示す空調システム２００は、主に、空調機１（冷却コイル１ａ、加熱コイル１ｂ、加除湿ユニット１ｃ及び給気ファン１ｄを備える）と、クリーンルーム６への給気風量を制御する風量制御ダンパ３と、排気風量を制御することでクリーンルーム６内の圧力（室圧）を制御する圧力制御ダンパ９と、排気ファン１１と、を備えている。また、これらの他にも、空調システム２００は、風量センサ２、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）５，８、微調整ダンパ１８，１９を備えている。
【０００３】
空調機１とクリーンルーム６とは給気ダクト１２によって接続されている。さらに、風量制御ダンパ３は、風量センサ２により測定される給気風量と、図示しない入力手段により入力された風量目標値とに基づき、演算制御部２９の風量コントローラ２９１ａにより制御されるようになっている。このように、給気ダクト１２の途中に設けられている風量制御ダンパ３によって、クリーンルーム６に給気される風量が制御されるようになっている。
【０００４】
また、クリーンルーム６と排気ファン１１とは排気ダクト１３によって接続されている。さらに、圧力制御ダンパ９は、圧力センサ６ａにより測定されるクリーンルーム６内の圧力と、図示しない入力手段により入力された圧力目標値とに基づき、演算制御部２９の圧力コントローラ２９２ａにより制御されるようになっている。このように、排気ダクト１３の途中に設けられている圧力制御ダンパ９によって、クリーンルーム６内の圧力が制御されるようになっている。
【０００５】
空調システム２００においては、一定の給気風量及び圧力が維持されることを想定して通常運転が行われる。即ち、試運転時に所望の給気風量及び圧力に対応する開度に各ダンパ３，９の開度が設定された後、当該開度が維持されて通常運転が行われることが想定されている。そして、その結果、クリーンルーム６には、試運転時に設定した風量の空気が給気され、試運転時に設定したクリーンルーム６内の圧力が維持されるようになっている。
【０００６】
試運転時の各ダンパの開度を設定する際、当該開度が最適なものとなるように、微調整ダンパ１８，１９を用いて微調整が行われる。この微調整は、作業者が試運転時に実測される給気風量及び圧力を参照しながら行われる。同様にして、風量コントローラ２９１ａ２９２ａの制御パラメータも設定される。そして、これらの調整が完了した後、通常運転が行われることになる。
【０００７】
このような従来の技術の他にも、クリーンルームの給気制御に関連する技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を導入する給気手段と、前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気する排気手段と、前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させる空気清浄化ユニットと、前記室内の圧力を検知する圧力センサと、前記圧力センサの測定値に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御して前記室内の圧力を予め定めた設定値に維持する制御手段と、を備えた動物飼育室が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−０８１８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば図５に示したＨＥＰＡフィルタ５，８等は、目詰まり等の経年変化が生じることがある。そして、経年変化が生じると、ＨＥＰＡフィルタ５，８による給気量が減少することがある。そのため、例えば給気風量を制御する風量制御ダンパ３の開度を試運転時と同じまま使用し続けると、クリーンルーム６への給気風量が徐々に減少することになる。また、例えば圧力を制御する圧力制御ダンパ９の開度を試運転時と同じまま使用し続けると、通風量が減少するため、室内の圧力が徐々に上昇することになる。
【００１０】
これに対応するために、ＨＥＰＡフィルタ５，８の目詰まり等の経年変化に追従させて、風量制御ダンパ３及び圧力制御ダンパ９の開度を調整することも考えられる。しかしながら、風量制御ダンパ３及び圧力制御ダンパ８は、前記したように、通常運転中に開度を変化させることを想定していない。従って、多少の変化であれば許容されるものの、単純に前記の経年変化に追従させて、風量制御ダンパ３及び圧力制御ダンパ９の開度を大きく変化させることは困難である。
【００１１】
具体的には、通常、ダンパの開度と抵抗係数とは、図６に示すように、強い非線形性を示す。従って、ダンパの開度を同じだけ変化させた場合でも、起点となるダンパ開度によって、抵抗係数の変化量が異なる。
【００１２】
具体的には、例えば、ダンパの開度がａからａ’に変化したときの抵抗係数の変化量（Ｒａ〜Ｒａ’）と、ダンパの開度がｂからｂ’に変化したときの抵抗係数の変化量（Ｒｂ〜Ｒｂ’）とは、大きく異なる。このように、試運転時に設定された開度と異なる開度で運転しようとしても、ダンパの抵抗係数が大きく異なることがあるため、安定して運転を行うことができない。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、容易且つ確実に給気を制御可能な空調システム、空調装置及び空調方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、自動調整される微調整ダンパを用いて給気変化に対応することにより前記課題を解決できることを見出した。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、容易且つ確実に給気を制御可能な空調システム、空調装置及び空調方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の空調システムを示す模式図である。
【図２】風量制御ダンパの開度に対応する風量微調整ダンパの開度を示すグラフ（模式図）である。
【図３】本実施形態の空調システムにおける制御を説明するグラフ（模式図）である。
【図４】本実施形態の空調システムにおける制御フローを示す図である。
【図５】従来の空調システムを示す模式図である。
【図６】ダンパ開度と抵抗係数との関係を示すグラフ（模式図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明するが、本実施形態は以下の内容に何ら制限されるものではない。
【００１８】
［１．空調システム］
はじめに、本実施形態に係る空調システム１００の構成について、図１を参照しながら説明する。図１中、破線は電気信号線を表している。
【００１９】
図１は、本実施形態の空調システム１００を示す図である。空調システム１００は、クリーンルーム６に適用されるものである。空調システム１００は、空調機１と、風量センサ２と、風量制御ダンパ３と、風量微調整ダンパ２０と、ＨＥＰＡフィルタ５と、を備えている。これらは、クリーンルーム６の上流側に接続される給気ダクト１２に接続されている。また、空調システム１００は、ＨＥＰＡフィルタ８と、圧力制御ダンパ９と、圧力微調整ダンパ２１と、排気ファン１１と、を備えている。これらは、クリーンルーム６の下流側に接続される排気ダクト１３に接続されている。さらに、クリーンルーム６には、クリーンルーム６内の圧力を測定する圧力センサ６ａが設けられている。
【００２０】
また、空調システム１００は、前記した各手段を制御する演算制御部３０を備えている。演算制御部３０は、風量演算制御部３０１と圧力演算制御部３０２とにより構成されている。風量演算制御部３０１は、風量コントローラ３０１ａと、風量微調整コントローラ３０１ｂと、ローパスフィルタ（Low Path Filter;ＬＰＦ）３０１ｃとを備えて構成されている。また、圧力演算制御部３０２は、圧力コントローラ３０２ａと、圧力微調整コントローラ３０２ｂと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０２ｃとを備えて構成されている。
【００２１】
空調機１は、冷却コイル１ａと、加熱コイル１ｂと、加除湿ユニット１ｃと、給気ファン１ｄと、を備えている。冷却コイル１ａと、加熱コイル１ｂと、加除湿ユニット１ｃと、により、外部からの空気（外気）が適切な温度及び湿度に制御された後、給気ファン１ｄによって外気がクリーンルーム６に給気されるようになっている。
【００２２】
風量センサ２は、空調機１から排出されて給気ダクト１２を流通する空気の風量（流量）を測定するものである。風量センサ２は、風量コントローラ３０１ａに接続されている。そのため、風量センサ２により測定された風量は、電気信号線を通じて風量コントローラ３０１ａに送信されるようになっている。
【００２３】
風量制御ダンパ３は、クリーンルーム６に給気される空気の風量（即ち給気風量）を制御するである。即ち、風量制御ダンパ３（第１給排気制御手段）は、クリーンルーム６（室）を通流する空気（気体）の風量を制御するものである。風量制御ダンパ３は、モータによりダンパの開度が変化するモータダンパである。風量制御ダンパ３は、風量コントローラ３０１ａに接続されている。従って、風量コントローラ３０１ａが風量制御ダンパ３を制御することにより、クリーンルーム６への給気風量を制御できるようになっている。
【００２４】
風量微調整ダンパ２０は、前記した風量制御ダンパ３が例えば目詰まり等によって経年変化した際に生じる風量変化を緩和するものである。即ち、風量微調整ダンパ３（第２給排気制御手段）は、風量制御ダンパ３（第１給排気制御手段）とは別体に構成され、風量制御ダンパ３（第１給排気制御手段）が制御されることによる風量の変化に応じて制御されるものである。風量微調整ダンパ２０は、モータによりダンパの開度が変化するモータダンパである。風量微調整ダンパ２０は、風量微調整コントローラ３０１ｂに接続されている。従って、風量微調整コントローラ３０１ｂが風量微調整ダンパ２０を制御することにより、経年変化により生じる風量変化を緩和することができるようになっている。この制御の詳細は後記する。
【００２５】
ＨＥＰＡフィルタ５は、クリーンルーム６に給気される空気からちりや埃、微生物等を除去するものである。従って、ＨＥＰＡフィルタ５によって、クリーンルーム６へのちりや埃、微生物等の侵入を防止することができるようになっている。
【００２６】
クリーンルーム６は、清浄な環境で作業者が作業等を行う部屋である。具体的には、クリーンルーム６内では例えば、手術、製薬、遺伝子工学実験、蓄電池や半導体の製造等が行われる。また、作業者の作業を伴わなくとも、クリーンルーム６は例えばラット、マウス等の動物飼育室としても適用可能である。クリーンルーム６の具体的な構成は特に制限されず、任意のクリーンルームが適用可能である。
【００２７】
クリーンルーム６（室）は、空調機１により、空気（気体）が通流するようになっている。また、クリーンルーム６には、圧力センサ６ａが設けられている。これにより、クリーンルーム６内の圧力が測定可能になっている。圧力センサ６ａは圧力制御コントローラ３０２ａに接続されている。これにより、圧力センサ６ａにより測定された圧力は、圧力制御コントローラ３０２ａに送信されるようになっている。
【００２８】
ＨＥＰＡフィルタ８は、クリーンルーム６から排出される空気からちりや埃、微生物等を除去するものである。従って、ＨＥＰＡフィルタ８によって、クリーンルーム６からのちりや埃、微生物等の外部への漏出を防止することができるようになっている。
【００２９】
圧力制御ダンパ９は、クリーンルーム６内の圧力を制御するダンパである。具体的には、圧力制御ダンパ９の開度が小さくなることにより、圧力制御ダンパ９を通過する風量が減少する。これにより、クリーンルーム６内の圧力は上昇する。一方で、圧力制御ダンパ９の開度が大きくなることにより、圧力制御ダンパ９を通過する風量が増加する。これにより、クリーンルーム６内の圧力は低下する。このようにして、クリーンルーム６の圧力は、前記のように、クリーンルーム６を通流する空気の風量が制御されることにより、制御されるようになっている。即ち、圧力制御ダンパ９（第１給排気制御手段）は、クリーンルーム６（室）を通流する空気（気体）の圧力を制御するものである。
【００３０】
圧力制御ダンパ９は、モータによりダンパの開度が変化するモータダンパである。圧力制御ダンパ９は、圧力コントローラ３０２ａに接続されている。従って、圧力コントローラ３０２ａが圧力制御ダンパ９を制御することにより、クリーンルーム６内の圧力を制御できるようになっている。
【００３１】
圧力微調整ダンパ２１は、前記した圧力制御ダンパ９が例えば目詰まり等によって経年変化した際に生じる圧力変化を緩和するものである。即ち、圧力微調整ダンパ２１（第２給排気制御手段）は、圧力制御ダンパ９（第１給排気制御手段）とは別体に構成され、圧力制御ダンパ９（第１給排気制御手段）が制御されることによる圧力（風量）の変化に応じて制御されるものである。この圧力は、前記の圧力制御ダンパ９と同様に、クリーンルーム６を通流する空気の風量が制御されることにより制御されるようになっている。
【００３２】
圧力微調整ダンパ２１は、モータによりダンパの開度が変化するモータダンパである。圧力微調整ダンパ２０は、圧力微調整コントローラ３０２ｂに接続されている。従って、圧力微調整コントローラ３０２ｂが圧力微調整ダンパ２１を制御することにより、前記の圧力変化を緩和することができるようになっている。この制御の詳細は後記する。
【００３３】
排気ファン１１は、クリーンルーム６からの排出される空気を外部へ排出するものである。これにより、クリーンルーム６からの空気が外部へ排出されるようになっている。
【００３４】
演算制御部３０は、空調システム１００の各手段を制御するものである。具体的には、演算制御部３０は、主に、風量制御ダンパ３及び圧力制御ダンパ９（第１給排気制御手段）、並びに、風量微調整ダンパ２０及び圧力微調整ダンパ２１（第２給排気制御手段）を制御するものである。演算制御部３０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、センサ回路、制御回路等を備え、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。
【００３５】
なお、演算制御部３０による制御の詳細は、［２．制御方法］において後記する。
【００３６】
演算制御部３０を構成する風量演算制御部３０１は、前記のように、風量コントローラ３０１ａと、風量微調整コンロローラ３０１ｂと、ローパスフィルタ３０１ｃとを備えて構成されている。風量コントローラ３０１ａには、図示しない入力手段（キーボード、マウス等）により風量目標値、及び、風量センサ２により測定される給気風量（実測値）が入力されるようになっている。そして、入力された各値に基づき、風量コントローラ３０１ａは、風量制御ダンパ３を制御するようになっている。
【００３７】
具体的には、風量コントローラ３０１ａは、入力された風量目標値に基づいて、風量制御ダンパ３をＰＩＤ（Proportional, Integral and Derivative Control）制御するようになっている。ちなみに、ＰＩＤ制御はクローズドループによるフィードバック制御であるが、ステッピングモータ等を用いたオープンループによるフィードフォワード制御が適用されてもよい。
【００３８】
また、風量コントローラ３０１ａは、ローパスフィルタ３０１ｃを介して、風量微調整コントローラ３０１ｂにも信号を送信するようになっている。ここで、ＨＥＰＡフィルタ５，８の目詰まり等による経年変化は、通常、数週間〜数カ月のオーダーで発生する。そのため、このような期間よりも短い期間内に発生する風量制御ダンパ３の開度変化には反応しないことが好ましい。
【００３９】
そこで、本実施形態においては、風量コントローラ３０１ａと風量微調整コントローラ３０１ｂとの間にローパスフィルタ３０１ｃが設けられている。これにより、短周期の信号が遮断されるようになっている。即ち、ローパスフィルタ３０１ｃにより、高周波数の信号のみが風量微調整コントローラ３０１ｂに伝達されるようになっている。ローパスフィルタ３０１ｃが設けられることにより、風量微調整ダンパ２０が頻繁に変化することを防止することができ、安定して制御できるとともに、風量微調整コントローラ３０１ｂの負荷を低減できる。
【００４０】
ローパスフィルタ３０１ｃの性能（例えば時定数）は、風量微調整ダンパ２０を制御したい時間に対応して設定すればよいが、例えば時定数が１時間程度のものを使用することができる。
【００４１】
風量微調整コントローラ３０１ｂは、図示しない入力手段（キーボード、マウス等）により開度目標値、及び、風量コントローラ３０１ａからの信号が入力されるようになっている。そして、これらに基づき、風量微調整コントローラ３０１ｂは、風量微調整ダンパ２０を制御するようになっている。
【００４２】
風量コントローラ３０１ａに入力される風量目標値、及び、風量微調整コントローラ３０１ｂに入力される開度目標値は、通常、空調システム１００の運転開始前に入力されるようになっている。これらは、空調システム１００を設計したときに決定される値である。ただし、これらの値は、運用上、適宜変更してもよい。
【００４３】
演算制御部３０を構成する圧力演算制御部３０２は、圧力コントローラ３０２ａと、圧力微調整コントローラ３０２ｂと、ローパスフィルタ３０２ｃとを備えて構成されている。圧力コントローラ３０２ａには、図示しない入力手段（キーボード、マウス等）により圧力目標値、及び、圧力センサ６ａにより測定される圧力値が入力されるようになっている。そして、入力された各値に基づき、圧力コントローラ３０２ａは、圧力制御ダンパ９を制御するようになっている。
【００４４】
具体的には、圧力コントローラ３０２ａは、入力された圧力目標値に基づいて、圧力制御ダンパ９をＰＩＤ制御するようになっている。ちなみに、ＰＩＤ制御はクローズドループによるフィードバック制御であるが、ステッピングモータ等を用いたオープンループによるフィードフォワード制御が適用されてもよい。
【００４５】
また、圧力コントローラ３０２ａは、ローパスフィルタ３０２ｃを介して、圧力微調整コントローラ３０２ｂにも信号を送信するようになっている。これにより、前記した風量制御の場合と同様に、圧力微調整ダンパ２１が頻繁に変化することを防止することができ、安定して制御できるとともに、圧力微調整コントローラ３０２ｂの負荷を低減できる。
【００４６】
ローパスフィルタ３０１ｃの性能（例えば時定数）は、圧力微調整ダンパ２１を制御したい時間に対応して設定すればよいが、例えば時定数が１時間程度のものを使用することができる。
【００４７】
圧力微調整コントローラ３０２ｂは、図示しない入力手段（キーボード、マウス等）により開度目標値、及び、圧力コントローラ３０２ａからの信号が入力されるようになっている。そして、これらに基づき、圧力微調整コントローラ３０２ｂは、圧力微調整ダンパ２１を制御するようになっている。
【００４８】
圧力コントローラ３０２ａに入力される圧力目標値、及び、圧力微調整コントローラ３０２ｂに入力される開度目標値は、通常、空調システム１００の運転開始前に一度入力されるようになっている。これらは、空調システム１００を設計したときに決定される値である。ただし、これらの値は、運用上、適宜変更してもよい。
【００４９】
［２．制御方法］
次に、空調システム１００における、演算制御部３０による各手段の制御を説明する。なお、以下の説明においては、説明の簡略化のために、圧力変化を考慮せず、風量のみを制御する場合を例に挙げて説明している。
【００５０】
前記のように、ＨＥＰＡフィルタ５，８においては、目詰まり等による経年変化により、徐々に通気性が低下する。従って、例えば風量制御ダンパ３の開度が一定である場合、クリーンルーム６内への給気風量は徐々に減少する。そこで、このような場合には、給気風量の減少を緩和するべく風量制御ダンパ３の開度が徐々に増加する。しかしながら、この開度が過度に増加した場合、試運転時の開度とは大きく異なる開度で運転されるため、風量制御の安定性に欠けることがある。そこで、このような場合には、風量制御ダンパ３の変化に加えて、風量微調整ダンパ２０の開度を変化させる制御が行われる。
【００５１】
図２は、風量制御ダンパ３の開度に対応する風量微調整ダンパ２０の開度を示すグラフである。風量制御ダンパの開度（実測値）と、風量微調整コントローラ３０１ｂに入力された開度目標値（目標値）とを比較し、実測値の方が大きい場合、風量微調整ダンパ２０の開度が大きくなるように制御される。即ち、風量制御ダンパ３の実測値が目標値よりも大きくなっているため、風量微調整ダンパ２０の開度を大きくする。これにより、クリーンルーム６への給気風量を変化せずに、風量制御ダンパ３の開度を目標値に戻すことができる。
【００５２】
一方で、風量制御ダンパの開度（実測値）と、風量微調整コントローラ３０１ｂに入力された開度目標値（目標値）とを比較し、目標値の方が大きい場合、風量微調整ダンパ２０の開度が小さくなるように制御される。即ち、風量制御ダンパ３の目標値が実測値よりも大きくなっているため、風量微調整ダンパ２０の開度を小さくする。これにより、クリーンルーム６への給気風量を変化せずに、風量制御ダンパ３の開度を目標値に戻すことができる。
【００５３】
なお、説明は省略するが、圧力制御ダンパ９及び圧力微調整ダンパ２１も同様に制御される。
【００５４】
図２を参照しながら説明した内容を、空調システム１００全体に適用して説明する。図３は、空調システム１００における制御を説明するグラフである。また、図４は、空調システム１００における制御フローを示す図である。図３（ａ）は、時間に対する、空気が通流経路の圧力損失の変化、図３（ｂ）は、時間に対する、圧力制御ダンパ３の開度変化、図３（ｃ）は、時間に対する、圧力微調整ダンパ２０の開度変化を示すグラフである。
【００５５】
なお、図３に示す例においては、説明の簡略化のために、圧力変化は考慮しないものとする。また、図３に示すグラフは、図示の便宜上、グラフの縮尺や形状を模式化して示している。従って、図３に示すグラフは、必ずしも現実のグラフとは一致しないことがある。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、時間が経過すると、例えばＨＥＰＡフィルタ５，８の目詰まり等により、空気の通流経路の圧力損失が徐々に増加する。そして、時刻ｔ４においてフィルタの交換が行われると、圧力損失は運転開始直後（時刻０）と同程度まで低下する。その後、圧力損失は再び徐々に増加する。
【００５７】
もし、風量制御ダンパ３の開度が一定であれば、通流経路の圧力損失が徐々に増加すると、クリーンルーム６への給気風量も徐々に減少する。そこで、クリーンルーム６への給気風量を風量目標値（風量コントローラ３０１ａに入力される）で一定にするために、通流経路の圧力損失の増加に追従して、風量制御ダンパ３の開度も徐々に大きくする。即ち、図３（ｂ）に示すように、時刻０から風量制御ダンパ３の開度が徐々に増加し、試運転時の給気風量になるようにクリーンルーム６への給気が行われている。
【００５８】
通常運転開始後、風量コントローラ３０１ａは、例えば０．１秒〜０．５秒程度毎に、風量センサ２からの風量（風量についての実測値）を取得している（ステップＳ１００）。また、風量コントローラ３０１ａは、取得した風量に対応基づいてＰＩＤ制御を行い、風量制御ダンパ３の開度を設定している（ステップＳ１０１）。そして、風量コントローラ３０１ａは、設定された開度になるように、風量制御ダンパ３の開度を制御する。また、設定された風量制御ダンパ３の開度のうち、低周波数のものがローパスフィルタ３０１ｃを介して風量微調整コントローラ３０１ｂに送信される。
【００５９】
風量微調整コントローラ３０１ｂは、受信した開度が予め定められた目標範囲に含まれているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。この目標範囲は、例えば、風量微調整コントローラ３０１ｂに入力された開度目標値に対してプラスマイナス３％以内等とすることができる。
【００６０】
そして、受信した開度が目標範囲を逸脱している場合（ステップＳ１０２のＮｏ方向）、風量微調整コントローラ３０１ｂは、風量制御ダンパ３についての実測値（即ち、風量コントローラ３０１ａにより設定された開度）及び目標値（風量コントローラ３０１ａに入力された風量目標値に対応する開度）のどちらが大きいかを判断する（ステップＳ１０３）。なお、目標値（風量コントローラ３０１ａに入力された風量目標値に対応する開度）は、予め、風量コントローラ３０１ａが風量微調整コントローラ３０１ｂに送信されるようになっている。
【００６１】
判断の結果、図３（ｂ）に示すように、実測値の方が目標値を上回っている場合（ステップＳ１０３の「実測値」方向）、風量微調整ダンパ２０の開度が大きくなる（ステップＳ１０４）。具体的には、図３（ｃ）に示すように、時刻ｔ１において風量微調整ダンパ２０の開度がＤ３からＤ４に変更される。これにより、風量制御ダンパ３の開度は、試運転時のＤ１まで戻る（図３（ｂ）参照）。即ち、演算制御部３０は、風量制御ダンパ３（第１給排気制御手段）による風量を減少させる制御を行う場合には、風量微調整ダンパ２０（第２給排気制御手段）による風量を増加させる制御をさらに行う。なお、Ｄ４の値は、風量制御ダンパ３の開度の実測値と目標値との偏差に基づいてＰＩＤ制御が行われることにより設定される。
【００６２】
なお、ステップＳ１０２において、取得された開度が目標範囲に含まれている場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ方向）、図４に示すフローが終了する。そして、ローパスフィルタ３０１ｂを介して新たな信号を風量微調整コントローラ３０１ｂが受信した場合に、再び図４に示すフロー（ステップＳ１０２以降）が行われる。また、図３の時刻ｔ４での制御についての説明において後記するが、ステップＳ１０３において、目標値の方が大きければ（ステップＳ１０３の「目標値」方向）、風量微調整コントローラ３０１ｂは、風量微調整ダンパ２０の開度を小さくする（ステップＳ１０５）。
【００６３】
ステップＳ１０４及びステップＳ１０５において風量微調整ダンパ２０の開度を変化させた後、風量微調整コントローラ３０１ｂは、変化後の風量微調整ダンパ２０の開度が変化可能開度の上限又は下限であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。即ち、もし、風量微調整ダンパ２０の開度が例えば上限である場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ方向）、これ以上、風量微調整ダンパ２０の開度を大きくすることができない。そこで、このような場合には、風量微調整ダンパ３０１ｂは、図示しない表示部にアラームを表示する（ステップＳ１０７）。そして、空調システム１００の運転が停止する。
【００６４】
一方で、ステップＳ１０６において、変化後の風量微調整ダンパ２０の開度が変化可能開度の上限又は下限ではない場合（ステップＳ１０６のＮｏ方向）、風量微調整ダンパ２０の開度は依然変化可能である。そこで、このような場合には図４に示すフローが停止する。そして、ローパスフィルタ３０１ｂを介して新たな信号を風量微調整コントローラ３０１ｂが受信した場合に、再び図４に示すフロー（ステップＳ１０２以降）が行われる。
【００６５】
図３に戻って、時刻ｔ１を過ぎた後、時刻ｔ２において、風量目標値がＤ１からＤ２に変更されたものする。その後、時刻ｔ３において、時刻ｔ１と同様の制御が行われる。これにより、風量微調整ダンパ２０の開度はＤ４からＤ５に変化する。
【００６６】
時刻ｔ４において、ＨＥＰＡフィルタ５，８が新しいものと交換されると、圧力損失は、運転開始直後の圧力損失と同程度にまで低下する（図３（ａ）参照）。そのため、クリーンルーム６への給気風量は急激に増加する。そのため、これに追従するべく、風量制御ダンパ３の開度は急激に低下する（図３（ｂ）の時刻ｔ４参照）。
【００６７】
そうすると、風量制御ダンパ３の開度が、図４を参照しながら説明した目標範囲から逸脱したものとなる。そのため、図４に示すフローが行われる。ただし、時刻ｔ５においては、目標値の方が実測値よりも大きくなるため、ステップＳ１０３においては「目標値」方向に進む。そして、風量微調整ダンパ２０の開度が小さくなる（ステップＳ１０５）。具体的には、風量微調整ダンパ２０の開度が、Ｄ５からＤ６まで変化する（図３（ｃ）参照）。即ち、演算制御部３０は、風量制御ダンパ３（第１給排気制御手段）による風量を増加させる制御を行う場合には、風量微調整ダンパ２０（第２給排気制御手段）による風量を減少させる制御をさらに行う。
【００６８】
このように、空調システム１００においては、経年変化に応じて生じる圧力損失の変化を緩和するために、風量微調整ダンパ２０が制御される。具体的には、風量制御ダンパ３の開度が過度に変化することがないため、図６を参照して説明した抵抗係数の変化の影響をうけにくい。そのため、安定して給気風量の制御が可能となる。
【００６９】
また、例えば図５に示した従来の空調システム２００においては、試運転時に、運転予定の給気風量となるように、微調整ダンパ１８，１９を調整していた。しかしながら、本実施形態の空調システム１００においては、このような調整を風量微調整コントローラ３０１ｂによる自動調整とするため、試運転時の作業を簡略化することができる。
【００７０】
なお、前記の例では風量のみに着目して説明しているが、圧力微調整ダンパ３０２ｂにより、圧力微調整ダンパ２１も同様に調整される。従って、クリーンルーム６内の圧力が安定して維持される。また、試運転時の調整も簡略化できる。特に、圧力制御は、図６を参照して説明した抵抗係数の影響を受け易い。そのため、本実施形態の空調システム１００は、圧力制御に対してより好適である。
【００７１】
空調システムでは、風量を制御するために、風量制御ダンパ３及び風量微調整ダンパ２０の２つのダンパを用いている。また、圧力を制御するために、圧力制御ダンパ９及び圧力微調整ダンパ２１の２つのダンパを用いている。従って、例えば風量制御時、２つのダンパ開度の変化により、風量制御が干渉する可能性がある。そこで、このような干渉を避ける観点から、風量微調整ダンパ２０の開度は、風量制御ダンパ３の開度変化よりも遅い速度で変化させることが好ましい。そこで、演算制御部３０は、風量微調整ダンパ２０及び圧力微調整ダンパ２１（第２給排気制御手段）の制御を、風量制御ダンパ３及び圧力制御ダンパ９（第１給排気制御手段）の制御よりも遅く制御するようになっている。
【００７２】
具体的には、風量微調整ダンパ２０においては、早くても一日で一回程度、開度を変化させるようにすることが好ましい。風量制御ダンパ３の開度変化速度と風量微調整ダンパ２０の開度変化速度とをこのような関係にすることにより、風量微調整ダンパ２０の開度変化に伴って生じうる風量変化等を、風量制御ダンパ３の開度調整により抑制する（打ち消す）ことができる。
【００７３】
［３．変更例］
以上、本実施形態を説明したが、本実施形態は前記の内容に何ら制限されるものではない。
【００７４】
例えば、前記した各手段の構成は、図示の例に何ら限定されるものではない。例えば、空調システム１００においては、風量制御ダンパ３及び圧力制御ダンパ９をモータダンパとしているが、これらを設けず、給気ファン１ｄ及び排気ファン１１をインバータ制御されるファンにしてもよい。このようにすれば、給気ファン１ｄ及び排気ファン１１の回転速度を変化させることにより、クリーンルーム６への給気風量及び圧力を変化させることができる。また、他にも、図示の各手段と同様の機能を有するものであれば、同様に適用可能である。さらに、各手段の位置は図示の例に何ら限定されず、適宜決定することが可能である。
【００７５】
また、例えば、図示の例ではクリーンルーム６の風量及び圧力を制御しているが、クリーンルーム以外に対しても、空調システム１００を同様に適用可能である。また、図示の例では、クリーンルーム６は一室のみであるが、複数の室を並列に接続して、風量及び圧力を制御するようにしてもよい。この場合、単一の演算制御部３０により全ての室を独立して制御してもよく、各室に演算制御部３０を設けて独立して制御してもよい。また、各室の風量や圧力を関連付けて、各室の風量や圧力が所定の関係を満たすように制御してもよい。
【００７６】
さらに、前記の例では、圧力損失としてＨＥＰＡフィルタ５，８の目詰まりを例に挙げたが、圧力損失を生じる原因は他にも考えられる。例えば、給気ファン１ｄや排気ファン１１の性能低下、各ダンパの性能低下等である。そこで、圧力損失としては、このような現象を考慮して決定すればよい。
【００７７】
また、風量演算制御部３０１による風量制御と、圧力演算制御部３０２による圧力制御とは、同時に行ってもよい。また、例えば風量制御を行ったあとに圧力制御を行う等、別々に行ってもよい。
【００７８】
さらに、図示の例では、風力制御手段（風量制御ダンパ３及び風量微調整ダンパ２０）と圧力制御手段（圧力制御ダンパ９及び圧力微調整ダンパ２１）の両方を備えているが、何れか一方のみを備えていてもよい。即ち、例えば、風力制御手段のみが備えられていてもよく、圧力制御手段のみが備えられていてもよい。
【００７９】
また、本実施形態に適用可能な気体は空気に何ら限定されず、例えば、クリーンルーム６の用途に応じて組成が適宜調整された気体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
２  風量センサ
３  風量制御ダンパ（第１給排気制御手段、第１風量制御手段）
５  ＨＥＰＡフィルタ
６  クリーンルーム
８  ＨＥＰＡフィルタ
９  圧力制御ダンパ（第１給排気制御手段、第１圧力制御手段）
２０  風量微調整ダンパ（第２給排気制御手段、第２風量制御手段）
２１  圧力微調整ダンパ（第２給排気制御手段、第２圧力制御手段）
３０  演算制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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