(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気をフィルタを経て天井空間から室内に給気して床下空間に排出し、床下空間から上向きの風道を経て天井空間に戻す循環をさせ、床下空間又は風道に乾式熱交換器を設置して循環空気と熱交換させ、外調機で温度調整した外気を前記循環空気に混合する空調方法において、
天井部のフィルタとしてHEPAフィルタが設けられると共に、乾式熱交換器の前側全面を覆うように隙間を開けて別のフィルタが設けられ、外調機には加湿機能を備えず、前記床下空間における前記乾式熱交換器の上流側に水加湿装置を備え、湿度センサを乾式熱交換器の下流側で室の上流側に設け、外気の湿度以下の湿度で外気を外調機から循環空気中に導入し、前記水加湿装置の下流に外気が供給されて水加湿装置には循環空気が流され、前記湿度センサの計測値によって加湿量を制御するようにしたことを特徴とする空調用加湿方法。
【請求項２】
空気をフィルタを経て天井空間から室内に給気して床下空間に排出し、床下空間から上向きの風道を経て天井空間に戻す循環をさせ、床下空間又は風道に乾式熱交換器を設置して循環空気と熱交換させ、外調機で温度調整した外気を前記循環空気に混合する空調方法において、
天井部のフィルタとしてHEPAフィルタが設けられると共に、乾式熱交換器の前側全面を覆うように隙間を開けて別のフィルタが設けられ、外調機には加湿機能を備えず、前記床下空間における前記乾式熱交換器の上流側に蒸気加湿装置を備え、湿度センサを乾式熱交換器の下流側で室の上流側に設け、外気の湿度以下の湿度で外気を外調機から循環空気中に導入し、前記蒸気加湿装置の下流に外気が供給されて蒸気加湿装置には循環空気が流され、前記湿度センサの計測値によって加湿量を制御するようにしたことを特徴とする空調用加湿方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記加湿装置と乾式熱交換器とフィルタは、気流と直交し、実質上気流の横幅と同一幅に設けてあることを特徴とする空調用加湿方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体や液晶などの電子部品、電子材料を製造するための工業用クリーンルームや、室内に大きな発熱負荷を有し、室内の湿度変動は大きくはないが、その室内に所定の清浄度が要求される建物に、好適に利用できる空調用加湿方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
わが国においては、冬季や中間季は空気の湿度が低いため、この季節にクリーンルーム内に換気のために導入する外気は、外気処理用空調機すなわち外調機によって加熱加湿処理を行ない、また高温多湿の夏期は、外気を外調機で冷却除湿している。例えば特開平９−７９６１１号公報に示される装置にあっては、外調機内部の上流側に水噴霧器、下流側に蒸気噴出器を配置すると共に、この水噴霧器の前後に冬季に高温の媒体を通すコイルが配置してあり、外気が低温低湿の季節には、コイルによって外気及び噴霧を加熱し、更に蒸気噴出によって加湿をしている。
【０００３】
また前記の工業用クリーンルームなどの設備では、生産機器の発熱量が大きい反面、室の面積に比して作業者の数が少ないので湿度上昇が少なく、このため外調機で給気温度のほかに湿度も制御し、室内の循環空気に対しては加湿、除湿することは避けていた。すなわち、この循環空気に対しては、機器の発熱を補償すべく空気冷却器を設置するが、ここで結露して除湿してしまわないように空気冷却器として乾式熱交換器を用い、これに通水する冷水の流量を制御していた。
【０００４】
しかし前記の外調機に加湿装置を組み込むと、冬季には外気が低温であるため加湿ののりが悪く、これを改善するために加湿装置のほかに空気加熱器を組み込んで外気を昇温させるようにすると、機器が大きくなり大きい設置スペースが必要になる。また冬季には外気が低温であるために加湿用のスプレーノズルがノズル内の水の凍結により破裂するおそれがある。そして、外調機に設けた加湿器が水加湿器の場合には、空気加熱器で一旦加熱した空気を水の蒸発潜熱により温度低下させるといったエネルギーの無駄が生じていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、加湿システムの機能を低下させることなく、外調機をコンパクト化し、且つ凍結の危険をなくすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、請求項１の空調用加湿方法は、空気をフィルタを経て天井空間から室内に給気して床下空間に排出し、床下空間から上向きの風道を経て天井空間に戻す循環をさせ、床下空間又は風道に乾式熱交換器を設置して循環空気と熱交換させ、外調機で温度調整した外気を前記循環空気に混合する空調方法において、天井部のフィルタとしてHEPAフィルタが設けられると共に、乾式熱交換器の前側全面を覆うように隙間を開けて別のフィルタが設けられ、外調機には加湿機能を備えず、前記床下空間における前記乾式熱交換器の上流側に水加湿装置を備え、湿度センサを乾式熱交換器の下流側で室の上流側に設け、外気の湿度以下の湿度で外気を外調機から循環空気中に導入し、前記水加湿装置の下流に外気が供給されて水加湿装置には循環空気が流され、前記湿度センサの計測値によって加湿量を制御するようにしたことを特徴とする。この手段によれば、加湿用の水は、クリーンルーム内の生産機器から発生した熱で加熱された循環空気中に導入されるので、加湿のされる位置より下流側で結露することなく蒸発の潜熱が奪われて循環空気を冷却し、乾式熱交換器の負荷を低減する。
【０００７】
請求項２の空調用加湿方法は、空気をフィルタを経て天井空間から室内に給気して床下空間に排出し、床下空間から上向きの風道を経て天井空間に戻す循環をさせ、床下空間又は風道に乾式熱交換器を設置して循環空気と熱交換させ、外調機で温度調整した外気を前記循環空気に混合する空調方法において、天井部のフィルタとしてHEPAフィルタが設けられると共に、乾式熱交換器の前側全面を覆うように少しの隙間を開けて別のフィルタが設けられ、外調機には加湿機能を備えず、前記床下空間における前記乾式熱交換器の上流側に蒸気加湿装置を備え、湿度センサを乾式熱交換器の下流側で室の上流側に設け、外気の湿度以下の湿度で外気を外調機から循環空気中に導入し、前記蒸気加湿装置の下流に外気が供給されて蒸気加湿装置には循環空気が流され、前記湿度センサの計測値によって加湿量を制御ことするようにしたことを特徴とする。この手段によれば、加湿用の蒸気は、クリーンルーム内の生産機器から発生した熱で加熱された循環空気中に導入されるので、加湿のされる位置より下流側で結露することなく均等に混合する。
【０００８】
請求項３の空調用加湿方法は、請求項１又は２において、前記加湿装置と乾式熱交換器とフィルタは、気流と直交し、実質上気流の横幅と同一幅に設けてあることを特徴とする。この手段によれば、床下空間に置ける循環空気の流れに澱みがなく、湿度が均等の空気を室に供給できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は装置全体の系統図であり、図中１は空調装置を備える建物、２は建物１外に設けた外調機であり、外調機２内には蒸気が流通する外気加熱器３、冷水が流通する外気冷却器４、送風機５、フィルタ６が設置され、外気ダクト７が建物１の床下空間内に伸びている。床８は通気性のあるグレーチング床であり、この床８上はクリーンルーム９とされ、その天井部にＨＥＰＡフィルタ１０で区切られた天井空間１１があり、床８の下は床下空間１２とされ、この床下空間１２と天井空間１１は、送風機１３と上向きの風道（この場合は躯体として形成されたレターンシャフト）１４で連通している。この送風機１３を運転すると、床下空間１２内の空気を矢印方向に風道１４から天井空間１１に押し上げ、フィルタ１０、クリーンルーム９、床８を経て床下空間１２に戻る循環気流が生じる。風道１４を形成する壁は、建物１の壁と同じ材質でもよいし金属板、積層板で形成してもよく、建物の奥行き（図で紙面に垂直の方向）全長にわたらなくてもよい。また外気加熱器３と外気冷却器４は冷温水コイルとして構成すれば一台で兼用可能である。
【００１０】
前記外気ダクト７は図２に示すように角管形で、床下空間１２の奥行き方向に伸び、循環気流の下流側を向く面に流出口７ａが開けられている。循環気流における外気ダクト７の上流側に、水又は蒸気を用いる加湿装置１５が床下空間１２の奥行き全長にわたって所定の間隔をあけて設けられ、ここでは６基の加湿用ノズル１６が用いられ、多段多列の噴口を気流の上流に向けて設置されている。各基の管路には２方弁１７が設けられて室外の水源１８又は蒸気源１８に接続され、加湿用ノズル１６の下方にはドレン受け１９とドレン排出管１９ａが設けられている。なお、加湿装置１５としては、この他に、加湿エレメントに純水を流下させ或いは小穴開きのチューブから純水をにじませて気化する形式の気化加湿器、純水を霧化する超音波加湿器、遠心式加湿器などを用いてもよい。
【００１１】
床下空間１２の最下流側には、その奥行きの全長にわたってフィルタ２０と乾式熱交換器２１が少しの隙間を開けて順に設けられている。乾式熱交換器２１は、蛇行したチューブとフィンからなる顕熱交換器のユニットを、気流と直交する方向に多段多列に全面にわたって並べたものであり、気流の下流側に設けた湿度センサからの信号により冷却水弁の開度を調節して冷水の通水量を制御し、結露を起こさないようにしたものである。フィルタ２０は、天井空間１１に設けたＨＥＰＡフィルタ１０の目詰まりを防止するために、床スラブやグレーチング部からの発塵を捕集するためのもので、乾式熱交換器２１の前側全面を覆い、送風機１３は、軸流型で奥行き方向に複数台並べて設置される。なお２２は配管群で、クリーンルーム９内の生産装置に用いる圧縮空気、薬液、特殊ガス、吸引空気その他の流体のための配管であり、２３は換気用ファンである。
【００１２】
２５は湿度制御盤で、加湿装置１５の下流に置かれた露点センサ２６と送風機１３の下流に置かれた湿度センサ２７から出る信号に基付いて作動し、クリーンルーム９内の湿度が設計値になるように、また乾式熱交換器２１に結露が生じないように、２方弁１７の開度を調節して湿度調整する。乾式熱交換器２１に供給する冷却水量については別途図示しない湿度センサで制御する。送風機１３は発停制御のみとし、２方弁１７とインターロックをとっている。この加湿装置１５にはクリーンルーム９内の生産装置で発生した熱で昇温した温度の高い循環空気（例えばクリーンルーム９内の平均温度を２４℃とした場合、２７℃の空気）が流れるので、ここに噴射される水又は蒸気の結露や凍結が防止されると共に、水を用いた場合は蒸発の潜熱で冷却作用を受けて乾式熱交換器２１の負荷が低減されるが、湿度センサ２７で検出した湿度によっては露点センサ２６の設定値を変更して所定値のクリーンルーム内湿度を確保しながら結露を防止する。加湿装置１５には、各加湿用ノズル１６毎に２方弁１７と露点センサ２６が設けてあるから、各部分の湿度が露点以上にならないように各２方弁１７が制御される。
【００１３】
この装置を冬季に運転するとき、外気は、外気加熱器３で加熱されて外気ダクト７から床下空間１２に内導入され、その上流の加湿装置１５で水が循環空気中に噴射されて混合し、蒸発の潜熱で循環空気を冷却するが、噴射量が露点センサ２６の測定値に基付いて作動する二方弁１７で制御されるため結露することなく流れ、外気ダクト７から出る外気と混合し、乾式熱交換器２１で結露しない適正温度に冷却されてクリーンルーム９に循環する。加湿装置１５で蒸気を用いるときは、外気加熱器３の加熱量を減少させる。また夏季は外気冷却器４を作動させながら運転する。
【００１４】
【発明の効果】
以上のとおり、請求項１の手段によれば、加湿用の水は、室内の生産機器から発生した熱で加熱された循環空気中に導入されるので、結露することなく蒸発の潜熱が奪われて循環空気を冷却し、乾式熱交換器の負荷を軽減する。また結露しないので、床スラブ、フィルタ、乾式熱交換器などを水滴で濡らしてかびや錆を発生させることがなく、外調機にスプレーノズルを設けないので、冬季に凍結するおそれがない。
【００１５】
請求項２の手段によれば、加湿用の蒸気は、室内の生産機器から発生した熱で加熱された循環空気中に導入されるので、結露することなく均等に混合し、建物内部や装置類にかびや錆を発生させることがない。また外調機にスプレーノズルを設けないので、冬季に凍結するおそれがない。
【００１６】
請求項３の手段によれば、床下空間における循環空気の流れに澱みがなく、湿度が均等の空気を室に供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の系統図
【図２】  同じく一部破断斜視図
【符号の説明】
２  外調機                        ３  外気加熱器
４  外気冷却器        ６、１０、２０  フィルタ
７  外気ダクト                    ９  クリーンルーム
１１  天井空間                    １２  床下空間
１３  送風機                      １４  風道
１５  加湿装置                    １６  加湿用ノズル
１７  二方弁                      ２１  乾式熱交換器
２５  湿度制御盤                  ２６  露点センサ
２７  温度計
【図１】
0003942820.tif 000002
【図２】
0003942820.tif 000003