JP4435898B2 - 空気浄化空調装置及び空気浄化空調方法 - Google Patents

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）

Claims (3)

1. 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によって空気循環系の室内の冷房を行う空気浄化空調装置であって、
   前記冷却除湿浄化部から出る処理空気を所定温度および露点に制御することによって、室内の湿度を調整する湿度制御装置と、
   前記空調の対象である前記室内の被処理空気の温度に基づいて前記送風機の送風量を制御し、前記所定温度および露点に制御された処理空気の量を調整することによって、室内の温度を調整する温度制御装置と、を更に備え、
   前記加湿浄化部は、加湿のために加熱が必要な外気が前記空気循環系に補給されている状態で、前記室内の被処理空気が有する熱を、加湿のための加熱エネルギーとして直接利用することを特徴とする、
   空気浄化空調装置。
2. 前記空調機本体には外気が直接導入されず、前記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を特徴とする請求項１に記載の空気浄化空調装置。
3. 請求項１又は２に記載の空気浄化空調装置を使用して、加湿に必要な熱源として被処理空気が有する熱を直接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空気浄化空調方法。

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