特許 7602607 精密空調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-10

(45)【発行日】2024-12-18

(54)【発明の名称】精密空調装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/46 20180101AFI20241211BHJP

   F24F 11/80 20180101ALI20241211BHJP

   F24F 11/84 20180101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

F24F11/46

F24F11/80

F24F11/84

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023198779

(22)【出願日】2023-11-24

【審査請求日】2023-11-24

(73)【特許権者】

【識別番号】591066465

【氏名又は名称】日本エアーテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104547

【弁理士】

【氏名又は名称】栗林 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100206612

【弁理士】

【氏名又は名称】新田 修博

(74)【代理人】

【識別番号】100209749

【弁理士】

【氏名又は名称】栗林 和輝

(74)【代理人】

【識別番号】100217755

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 淳史

(72)【発明者】

【氏名】岡野 宏志

(72)【発明者】

【氏名】豊田 貴大

(72)【発明者】

【氏名】丸山 秋広

【審査官】佐藤 正浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６９１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０４８６２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １１／４６

Ｆ２４Ｆ １１／８０

Ｆ２４Ｆ １１／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外気を冷却する冷却部と、前記冷却部によって冷却された空気を送風する送風機とを備えた精密空調装置であって、
熱交換器と、
前記冷却部と前記熱交換器とに接続されて、前記冷却部と前記熱交換器との間で内部冷却水を循環させる内部冷却水循環路と、
前記熱交換器に前記内部冷却水循環路と独立して接続されて、外部冷却水を前記熱交換器に供給する外部冷却水供給路と、
前記熱交換器に前記内部冷却水循環路と独立して接続されて、前記内部冷却水との間で熱交換された前記外部冷却水を前記熱交換器から排出する外部冷却水排出路と、
前記内部冷却水循環路のうち、前記冷却部から前記熱交換器に向けて前記内部冷却水が流れる往路と、前記熱交換器から前記冷却部に向けて前記内部冷却水が流れる復路とが接続される第１制御弁と、
前記送風機から送風される空気の温度を検知する送風空気温度センサと、
前記送風空気温度センサと前記第１制御弁とが接続される第１調節計とを備え、
前記復路から前記冷却部に流入する前記内部冷却水の流量は、前記送風空気温度センサによって検知された温度に基づいて、前記第１調節計が前記第１制御弁を制御することによって制御され、
前記冷却部に流入する流量が制御された前記内部冷却水によって、前記冷却部で温度制御されて当該冷却部から前記送風機に送られる空気を、前記送風機の発熱負荷によって所定温度に昇温して前記送風機によって送風し、
前記外部冷却水供給路と前記外部冷却水排出路とが接続される第２制御弁と、
前記内部冷却水循環路の前記熱交換器より下流側を流れる前記内部冷却水の温度を検知する冷却水温度センサと、
前記冷却水温度センサと前記第２制御弁とが接続される第２調節計を備え、
前記熱交換器は、前記内部冷却水循環路から流入する前記内部冷却水と前記外部冷却水供給路から流入する前記外部冷却水との間で熱交換し、
前記外部冷却水供給路から前記熱交換器に流入する前記外部冷却水の流量は、前記冷却水温度センサによって検知された温度に基づいて、前記第２調節計が前記第２制御弁を制御することによって制御される
ことを特徴とする精密空調装置。

【請求項2】

前記冷却部に供給される外気を加熱可能な補助加熱部を備え、
前記冷却部は、前記補助加熱部によって昇温された外気を冷却する
ことを特徴とする請求項１に記載の精密空調装置。

【請求項3】

前記補助加熱部を通過した外気の温度を検知する外気温度センサと、
前記補助加熱部の温度を制御する温度制御部と、
前記外気温度センサと前記温度制御部とが接続される外気温度調節計とを備え、
前記補助加熱部の温度は、前記外気温度センサによって検知された温度に基づいて、前記外気温度調節計が前記温度制御部を制御することによって制御される
ことを特徴とする請求項２に記載の精密空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷水制御システムを内蔵した精密空調機関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工場や電算室は年間を通して冷房を行っている。これらを冷房する時の冷水は、基本的には冷凍機によって製造する（例えば特許文献１参照）。
冷凍機を使用した従来の精密空調機（の温度制御システム）の一例を図４に示す。この図に示すように、精密空調機に取り込まれた外気は冷凍機を用いた冷却システムで過冷却され、その後、電気ヒータを用いて所定の温度に制御される。

【0003】

電気ヒータは、冷却コイルによって生成（冷却）された冷空気を加熱して温空気を生成する。温空気は送風機によって、外部（例えばクリーンルーム）に給気される。
また、電気ヒータには制御部が接続され、この制御部には調節計が接続されている。送風機の吹出口の前方には温度センサが設けられ、この温度センサが調節計に接続されている。そして調節計は、温度センサによって検知された温度に基づいて、制御部によって電気ヒータの温度を制御する。
また、冷凍機から冷却コイルに冷媒を供給する冷媒配管には膨張弁が設けられている。
また、冷凍機から冷却水を排出する排出路には、制水弁が設けられており、当該制水弁は冷媒配管に接続されている。
このような精密空調機では、空気冷却に冷凍機を用いており、冷凍機で使用されるフロン等の冷媒は環境負荷が大きいという問題点がある。

【0004】

冷凍機を用いない従来の空調機の一例を図５に示す。この図に示すように、冷凍機を用いない空調機は、建屋側の冷却塔から供給される冷却水を空気冷却用として利用している。
空調機内に取り込まれた外気は冷却塔から供給された冷却水が循環する冷却コイルにて過冷却される。冷却コイルに供給される冷水量をモータ弁（制御弁）にて制御することによって、冷却コイルから吹出される冷風を温度制御している。

【0005】

冷却コイルによって生成された冷空気の温度を検知する温度センサＳＥが設けられ、この温度センサＳＥに、調節計が接続され、この調節計にモータ弁（制御弁）が接続されている。そして、調節計は、温度センサＳＥによって検知された冷風の温度に基づいて、制御弁を制御し、電気ヒータを用いて冷却コイルから吹出される冷風を所定の温度に制御する。
また、電気ヒータには制御部が接続され、この制御部には調節計が接続されている。送風機の吹出口の前方には温度センサが設けられ、この温度センサＳＥが調節計に接続されている。そして調節計は、温度センサＳＥによって検知された温度に基づいて、制御部によって電気ヒータの温度を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００２－６１９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上述した冷凍機を用いない従来の空調機では、フロン等の冷媒を用いないので、環境負荷は小さいが、冷却コイルによる過冷却後に、電気ヒータを用いて所定の温度に昇温する為、ヒータの消費電力が大きいという問題点がある。

【0008】

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、環境負荷が小さく、電気ヒータを用いることなく、空調温度制御を行える精密空調装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明の精密空調装置は、外気を冷却する冷却部と、この冷却部によって冷却された空気を送風する送風機とを備えた精密空調装置であって、
前記冷却部に外部冷却水を供給する外部冷却水供給路と、
前記冷却部から前記外部冷却水を排出する外部冷却水排出路と、
前記外部冷却水供給路と前記外部冷却水排出路とが接続される制御弁と、
前記送風機から送風される空気の温度を検知する送風空気温度センサと、
前記送風空気温度センサと前記制御弁とが接続される調節計と、
を備え、
前記外部冷却水供給路から前記冷却部に流入する前記外部冷却水の流量は、前記送風空気温度センサによって検知された温度に基づいて、前記調節計が前記制御弁を制御することによって、制御され、
前記冷却部に流入する流量が制御された外部冷却水によって、前記冷却部で温度制御されて当該冷却部から前記送風機に送られる空気を、前記送風機の発熱負荷によって所定温度に昇温して前記送風機によって送風することを特徴とする。

【0010】

ここで、冷却部としては、冷却コイルが好適に使用されるが、これに限るものではない。冷却コイルは、管内を流れる低温の水やブラインまたは冷媒によって、管の外側の流体を冷却する熱交換器の熱交換部のことを言う。

【0011】

本発明においては、外部冷却水供給路から冷却部に流入する外部冷却水の流量が、送風機から送風される空気の温度を検知する送風空気温度センサによって検知された温度に基づいて、調節計が制御弁を制御することによって、制御され、流量が制御された外部冷却水によって、冷却部で温度制御されて当該冷却部から送風機に送られる空気を、送風機の発熱負荷によって所定温度に昇温して送風機によって送風するので、従来と異なり、空調温調制御に電気ヒータを用いずに、冷水コイルに流入する冷水量の制御のみで空調温調制御を行うことができる。
また、環境負荷が大きい冷凍機を使用していないので、環境負荷を小さくすることができる。

【0012】

また、本発明の精密空調装置は、外気を冷却する冷却部と、この冷却部によって冷却された空気を送風する送風機とを備えた精密空調装置であって、
熱交換器と、
前記冷却部と前記熱交換器とに接続されて、前記冷却部と前記熱交換器との間で内部冷却水を循環させる内部冷却水循環路と、
前記熱交換器に前記内部冷却水循環路と独立して接続されて、外部冷却水を前記熱交換器に供給する外部冷却水供給路と、
前記熱交換器に前記内部冷却水循環路と独立して接続されて、前記内部冷却水との間で熱交換された前記外部冷却水を前記熱交換器から排出する外部冷却水排出路と、
前記内部冷却水循環路のうち、前記冷却部から前記熱交換器に向けて前記内部冷却水が流れる往路と、前記熱交換器から前記冷却部に向けて前記内部冷却水が流れる復路とが接続される第１制御弁と、
前記送風機から送風される空気の温度を検知する送風空気温度センサと、
前記送風空気温度センサと前記第１制御弁とが接続される第１調節計とを備え、
前記復路から前記冷却部に流入する前記内部冷却水の流量は、前記送風空気温度センサによって検知された温度に基づいて、前記第１調節計が前記第１制御弁を制御することによって、制御され、
前記冷却部に流入する流量が制御された内部冷却水によって、前記冷却部で温度制御されて当該冷却部から前記送風機に送られる空気を、前記送風機の発熱負荷によって所定温度に昇温して前記送風機によって送風することを特徴とする。

【0013】

本発明においては、内部冷却水循環路の復路から冷却部に流入する内部冷却水の流量が、送風機から送風される空気の温度を検知する送風空気温度センサによって検知された温度に基づいて、第１調節計が第１制御弁を制御することによって、制御され、流量が制御された内部冷却水によって、冷却部で温度制御されて当該冷却部から送風機に送られる冷空気を、送風機の発熱負荷によって所定温度に昇温して前記送風機によって送風するので、従来と異なり、温調制御に電気ヒータを用いずに、冷水コイルに流入する冷水量の制御のみで空調温調制御を行うことができる。
また、環境負荷が大きい冷凍機を使用していないので、環境負荷を小さくすることができる。
さらに、内部冷却水循環路が外部冷却水供給路および外部冷却水排出路に対して独立となっているので、内部冷却水循環路が外部冷却水の圧力変動を受け難い。

【0014】

また、本発明の前記構成において、前記外部冷却水供給路と前記外部冷却水排出路とが接続される第２制御弁と、
前記内部冷却水循環路の前記熱交換器より下流側を流れる内部冷却水の温度を検知する冷却水温度センサと、
前記冷却水温度センサと前記第２制御弁とが接続される第２調節計を備え、
前記熱交換器は、前記内部冷却水循環路から流入する内部冷却水と、前記外部冷却水供給路から流入する外部冷却水との間で熱交換し、
前記外部冷却水供給路から前記熱交換器に流入する前記外部冷却水の流量は、前記冷却水温度センサによって検知された温度に基づいて、前記第２調節計が前記第２制御弁を制御することによって、制御されてもよい。

【0015】

このような構成によれば、外部冷却水供給路から熱交換器に流入する外部冷却水の流量が、冷却水温度センサによって検知された温度に基づいて、第２調節計が第２制御弁を制御することによって、制御されることで、内部冷却水循環路を流通して冷却部に供給される内部冷却水の温度を所定の温度に制御できる。

【0016】

また、本発明の前記構成において、冷却部に供給される外気を加熱可能な補助加熱部を備え、
前記冷却部は、前記補助加熱部によって昇温された外気を冷却してもよい。

【0017】

このような構成によれば、送風機の発熱負荷だけでは、冷却部から送風機に送られる冷空気を所定温度に昇温するのが困難（昇温不足）な場合に、補助加熱部によって外気を昇温することによって、空調の昇温不足を解消できる。

【0018】

また、本発明の前記構成において、前記補助加熱部を通過した外気の温度を検知する外気温度センサと、
前記補助加熱部の温度を制御する温度制御部と、
前記外気温度センサと前記温度制御部とが接続される外気温度調節計とを備え、
前記補助加熱部の温度は、前記外気温度センサによって検知された温度に基づいて、前記外気温度調節計が前記温度制御部を制御することによって、制御されてもよい。

【0019】

このような構成によれば、補助加熱部の温度が、外気温度センサによって検知された温度に基づいて、外気温度調節計が温度制御部を制御するによって制御されるので、補助加熱部によって加熱される外気の温度を所定の温度に制御できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、環境負荷が小さく、電気ヒータを用いることなく、空調温度制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施形態に精密空調装置を示すもので、当該空調装置の概略構成を示す冷却制御システム図である。

【図2】本発明の第２の実施形態に精密空調装置を示すもので、当該空調装置の概略構成を示す冷却制御システム図である。

【図3】同、概略構成を示す正面図である。

【図4】従来の冷凍機を使用した精密空調機の概略構成を示す冷却制御システム図である。

【図5】従来の冷凍機を使用しない精密空調機の概略構成を示す冷却制御システム図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して本発明に係る精密空調装置の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態の精密空調装置１の概略構成を示す温度制御システム図である。
図１に示すように、精密空調装置１は、冷却コイル（冷却部）２と、補助電気ヒータ（補助加熱部）３と、送風機４とを備えている。このような精密空調装置１は、例えばクリーンルーム等の部屋に設置されるが、精密空調装置１はクリーンルーム以外の他の場所や部屋に設置してもよい。

【0023】

冷却コイル２には、後述する外部冷却水供給路１２から外部冷却水が供給されて流通しており、当該冷却コイル２の表面を外気が通過し、これによって、当該外気が冷却される。この外気が冷却された空気（冷空気）は、送風機４によって外部に送風される。
補助電気ヒータ３は、冷却コイル２に供給される外気を加熱可能な電気ヒータであり、前記外気を必要に応じて加熱して昇温させる。また、冷却コイル２は、補助電気ヒータ３によって昇温された外気を冷却する。

【0024】

また、精密空調装置１は、外部冷却水供給路１２と外部冷却水排出路１３とを備えている。
外部冷却水供給路１２は、外部冷却水を冷却コイル２に供給する管路であり、基端部が建屋側に設けられた冷却塔に接続され、先端部が冷却コイル２に接続されている。
外部冷却水排出路１３は、冷却コイル２で熱交換された外部冷却水を冷却コイル２から排出する管路であり、基端部が冷却コイル２に接続され、先端部が前記冷却塔に接続されている。

【0025】

また、本実施形態の精密空調装置１は制御弁１５を備えている。制御弁１５は、三方弁とモータを備えたモータ弁であり、当該制御弁１５には、外部冷却水供給路１２と外部冷却水排出路１３とが接続されている。すなわち、外部冷却水供給路１２は、当該外部冷却水供給路１２から分岐する分岐路１２ａを有しており、この分岐路１２ａが制御弁１５に接続されている。また、外部冷却水排出路１３の途中に制御弁１５が接続されている。

【0026】

また、本実施形態の精密空調装置１は、調節計１７と送風空気温度センサ１８とを備えている。送風空気温度センサ１８は、送風機４から送風される空気の温度を検知するものであり、調節計１７に接続されている。この調節計１７には、前記制御弁１５が接続されている。
そして、外部冷却水供給路１２から冷却コイル２に流入する外部冷却水の流量は、送風空気温度センサ１８によって検知された温度に基づいて、調節計１７が制御弁１５を制御（フィードバック制御）することによって、制御される。

【0027】

例えば、送風空気温度センサ１８によって検知された空気の温度が所定の設定温度より低い場合、調節計１７は制御弁１５を、現在より開側に制御することで、外部冷却水の一部を分岐路１２ａを通して、外部冷却水排出路１３に流すことで、冷却コイル２に供給する外部冷却水の流量を減らして、冷却コイル２による熱交換量を調整することによって、冷却コイル２によって生成される空気の温度を設定温度まで上昇させる。

【0028】

一方、送風空気温度センサ１８によって検知された温空気の温度が所定の設定温度より高い場合、調節計１７は制御弁１５を、現在より閉側に制御することで、冷却コイル２に供給する外部冷却水の流量を増やして、冷却コイル２による熱交換量を調整することによって、冷却コイル２によって生成される空気の温度を設定温度まで下降させる。

【0029】

このように、冷却コイル２に流入する流量が制御された外部冷却水によって、冷却コイル２で温度制御されて当該冷却コイル２から送風機４に送られる空気は、送風機４の発熱負荷によって所定温度に昇温されて送風機４によって送風される。

【0030】

さらに、本実施形態の精密空調装置１は、前記補助電気ヒータ（補助加熱部）３と、外気温度センサ４０と、温度制御部４１と、外気温度調節計４２とを備えている。
補助電気ヒータ３は、冷却コイル２に供給される外気を必要に応じて加熱するものである。例えば、補助電気ヒータ３は、送風機４の発熱負荷では所定の温度まで外気昇温が不足する場合に作動する。
温度制御部４１は、補助電気ヒータ３の温度を制御するものであり、外気温度センサ４０に接続されている。
外気温度調節計４２は、外気温度センサ４０と温度制御部４１とに接続されている。
そして、補助電気ヒータ３の温度は、外気温度センサ４０によって検知された温度に基づいて、外気温度調節計４２が温度制御部４１を制御することによって、制御される。

【0031】

例えば、精密空調装置１に取り込まれて、補助電気ヒータ３を通過した外気が所定の温度である場合は、当該外気は補助電気ヒータ３によって加熱されることなく当該補助電気ヒータ３を通過後、冷却コイル２にて最低限の冷却制御が行われ、送風機４の発熱負荷を活用して目標温度に到達する。この場合、補助電気ヒータ３の稼働は不要であり、省エネである。
一方、外気が所定温度より低温の低温条件の場合、精密空調装置１に取り込まれた外気は補助電気ヒータ３で昇温され、その後、冷却コイル２にて冷却制御が行われ、送風機４の発熱負荷を活用して目標温度に到達する。この場合、補助電気ヒータ３が稼働し、送風機４の発熱負荷によって温度不足分を補う。

【0032】

以上のように本実施形態によれば、外部冷却水供給路１２から冷却コイル２に流入する外部冷却水の流量が、送風機４から送風される空気の温度を検知する送風空気温度センサ１８によって検知された温度に基づいて、調節計１７が制御弁１５を制御することによって、制御され、流量が制御された外部冷却水によって、冷却コイル２で温度制御されて当該冷却コイル２から送風機４に送られる空気を、送風機４の発熱負荷によって所定温度に昇温して送風機４によって送風するので、従来と異なり、空調温調制御に電気ヒータを用いずに、冷却コイル２に流入する冷水量の制御のみで空調温調制御を行うことができる。
また、環境負荷が大きい冷凍機を使用していないので、環境負荷を小さくすることができる。

【0033】

さらに、外気を加熱可能な補助電気ヒータ３を備え、冷却コイル２は、必要に応じて補助電気ヒータ３によって昇温された外気を冷却するので、送風機４の発熱負荷だけでは、冷却コイル２から送風機４に送られる空気を所定温度に昇温するのが困難（昇温不足）な場合に、補助電気ヒータ３によって外気を昇温することによって、空調の昇温不足を解消できる。

【0034】

加えて、補助電気ヒータ３によって加熱された外気の温度を検知する外気温度センサ４０と、補助電気ヒータ３の温度を制御する温度制御部４１と、外気温度センサ４０と温度制御部４１とが接続される外気温度調節計４２とを備え、補助電気ヒータ３の温度は、外気温度センサ４０によって検知された温度に基づいて、外気温度調節計４２が温度制御部４１を制御することによって、制御されるので、補助電気ヒータ３によって加熱される外気の温度を所定の温度に制御できる。

【0035】

（第２の実施形態）
図２は第２の実施形態の精密空調装置１１の概略構成を示す温度制御システム図である。
図２に示すように、精密空調装置１１は、第１の実施形態の精密空調装置１と同様に、冷却コイル（冷却部）２と、補助電気ヒータ（補助加熱部）３と、送風機４とを備えている。

【0036】

冷却コイル２には、後述する内部冷却水循環路２１を流れる内部冷却水が流通しており、当該冷却コイル２の表面を外気が通過し、これによって、当該外気が冷却される。

【0037】

また、本実施形態の精密空調装置１１は、熱交換器２０と、内部冷却水循環路２１とを備えている。内部冷却水循環路２１は、冷却コイル２と熱交換器２０とに接続され、当該冷却コイル２と熱交換器２０との間で内部冷却水を循環させる管路である。
また、内部冷却水循環路２１は、往路２１ａと復路２１ｂとを備えている。往路２１ａは、冷却コイル２から熱交換器２０に向けて内部冷却水が流れる管路であり、基端部が冷却コイル２に接続され、先端部が熱交換器２０に接続されている。復路２１ｂは、熱交換器２０から冷却コイル２に向けて内部冷却水が流れる管路であり、基端部が熱交換器２０に接続され、先端部が冷却コイル２に接続されている。
そして、往路２１ａと復路２１ｂとは熱交換器２０の内部で接続されている。

【0038】

また、本実施形態の精密空調装置１１は、外部冷却水供給路２２と外部冷却水排出路２３とを備えている。
外部冷却水供給路２２は、外部冷却水を熱交換器２０に供給する管路であり、基端部が建屋側に設けられた冷却塔に接続され、先端部が熱交換器２０に接続されている。外部冷却水排出路２３は、熱交換器２０において内部冷却水との間で熱交換された外部冷却水を熱交換器２０から排出する管路であり、基端部が熱交換器２０に接続され、先端部が前記冷却塔に接続されている。

【0039】

また、外部冷却水供給路２２および外部冷却水排出路２３は、熱交換器２０に内部冷却水循環路２１と独立して接続され、外部冷却水供給路２２と外部冷却水排出路２３とは熱交換器２０の内部で接続されている。また、上述したように、内部冷却水循環路２１の往路２１ａと復路２１ｂも熱交換器２０の内部で接続されている。したがって、熱交換器２０によって、外部冷却水と内部冷却水との間で熱交換される。つまり、熱交換器２０は、内部冷却水循環路２１の往路２１ａから流入する内部冷却水と、外部冷却水供給路２２から流入する外部冷却水との間で熱交換する。

【0040】

また、本実施形態の精密空調装置１１は、第１制御弁２５を備えている。第１制御弁２５は、三方弁とモータを備えたモータ弁であり、当該第１制御弁２５には、内部冷却水循環路２１の往路２１ａと復路２１ｂとが接続されている。すなわち、復路２１ｂは、当該復路２１ｂから分岐する分岐路２１ｃを有しており、この分岐路２１ｃが第１制御弁２５に接続されている。また、往路２１ａの途中に、バッファータンク２８より上流側において、第１制御弁２５が接続されている。

【0041】

また、本実施形態の精密空調装置１１は、第１調節計１７と送風空気温度センサ１８とを備えている。送風空気温度センサ１８は、送風機４から送風される温空気の温度を検知するものであり、第１調節計１７に接続されている。この第１調節計１７には、前記第１制御弁２５が接続されている。
そして、内部冷却水循環路２１の復路２１ｂから冷却コイル２に流入する内部冷却水の流量は、送風空気温度センサ１８によって検知された温度に基づいて、第１調節計１７が第１制御弁２５を制御（フィードバック制御）することによって、制御される。

【0042】

例えば、送風空気温度センサ１８によって検知された空気の温度が所定の設定温度より低い場合、第１調節計１７は第１制御弁２５を、現在より開側に制御することで、復路２１ｂを流れる内部冷却水の一部を分岐路２１ｃを通して、往路２１ａに流すことで、冷却コイル２に供給する内部冷却水の流量を減らして、冷却コイル２による熱交換量を調整することによって、冷却コイル２によって生成される空気の温度を設定温度まで上昇させる。

【0043】

一方、送風空気温度センサ１８によって検知された温空気の温度が所定の設定温度より高い場合、第１調節計１７は第１制御弁２５を、現在より閉側に制御することで、冷却コイル２に供給する内部冷却水の流量を増やして、冷却コイル２による熱交換量を調整することによって、冷却コイル２によって生成される空気の温度を設定温度まで下降させる。

【0044】

このように、冷却コイル２に流入する流量が制御された内部冷却水によって、冷却コイル２で温度制御されて当該冷却コイル２から送風機４に送られる空気は、送風機４の発熱負荷によって所定温度に昇温されて送風機４によって送風される。

【0045】

さらに、本実施形態の精密空調装置１１は、第１の実施形態と同様に、前記補助電気ヒータ（補助加熱部）３と、外気温度センサ４０と、温度制御部４１と、外気温度調節計４２とを備えている。
補助電気ヒータ３は、冷却コイル２に供給される外気を必要に応じて加熱するものである。
温度制御部４１は、補助電気ヒータ３の温度を制御するものであり、外気温度センサ４０に接続されている。
外気温度調節計４２は、外気温度センサ４０と温度制御部４１とに接続されている。
そして、補助電気ヒータ３の温度は、外気温度センサ４０によって検知された温度に基づいて、外気温度調節計４２が温度制御部４１を制御することによって、制御される。

【0046】

例えば、精密空調装置１１に取り込まれて、補助電気ヒータ３を通過した外気が所定の温度である場合は、当該外気は補助電気ヒータ３によって加熱されることなく当該補助電気ヒータ３を通過後、冷水コイル２にて最低限の冷却制御が行われ、送風機４の発熱負荷を活用して目標温度に到達する。この場合、補助電気ヒータ３の稼働は不要であり、省エネである。
一方、外気が所定温度より低温の低温条件の場合、精密空調装置１１に取り込まれた外気は補助電気ヒータ３で昇温され、その後、冷水コイル２にて冷却制御が行われ、送風機４の発熱負荷を活用して目標温度に到達する。この場合、補助電気ヒータ３が稼働し、送風機４の発熱負荷によって温度不足分を補う。

【0047】

また、本実施形態の精密空調装置１１は、第２制御弁３０を備えている。第２制御弁３０は、三方弁とモータを備えたモータ弁であり、当該第２制御弁３０には、外部冷却水供給路２２と外部冷却水排出路２３とが接続されている。すなわち、外部冷却水供給路２２は、当該外部冷却水供給路２２から分岐する分岐路２２ａを有しており、この分岐路２２ａが第２制御弁３０に接続されている。また、外部冷却水排出路２３の途中に第２制御弁３０が接続されている。

【0048】

そして、外部冷却水供給路２２から熱交換器２０に流入する外部冷却水の流量は、内部冷却水循環路２１の熱交換器２０より下流側の復路２１ｂを流れる内部冷却水の温度に基づいて、第２制御弁３０によって制御される。
具体的には、復路２１ｂの途中に、当該復路２１ｂを流れる内部冷却水の温度を検知する冷却水温度センサ２６が設けられている。また、この冷却水温度センサ２６には、第２調節計２７が接続され、この第２調節計２７に第２制御弁３０が接続されている。そして、第２調節計２７は、冷却水温度センサ２６によって検知された温度に基づいて、第２制御弁３０を制御（フィードバック制御）する。

【0049】

例えば、冷却水温度センサ２６によって検知された内部冷却水の温度が所定の設定温度より低い場合、第２調節計２７は第２制御弁３０を、現在より開側に制御することで、外部冷却水の一部を熱交換器２０を通すことなく、直接外部冷却水排出路２３に流すことで、熱交換器２０に供給する外部冷却水の流量を減らして、熱交換器２０による熱交換量を調整することによって、内部冷却水の温度を設定温度まで上昇させる。

【0050】

一方、冷却水温度センサ２６によって検知された内部冷却水の温度が所定の設定温度より高い場合、第２調節計２７は第２制御弁３０を、現在より閉側に制御することで、熱交換器２０に供給する外部冷却水の流量を増やして、熱交換器２０による熱交換量を調整することによって、内部冷却水の温度を設定温度まで下降させる。

【0051】

また、前記内部冷却水循環路２１には、上流側から順にバッファータンク２８、ポンプ２９が設けられている。このポンプ２９によって、第１制御弁２５から温水がバッファータンク２８を介して熱交換器２０に供給される。バッファータンク２８およびポンプ２９は内部冷却水循環路２１の往路２１ａに設けられている。

【0052】

また、内部冷却水循環路２１の往路２１ａと復路２１ｂとには、バイパス路３５が接続され、このバイパス路３５に手動式のバイパスバルブ３６が設けられている。このバイパスバルブ３６を開とすることで、復路２１ｂを流れる内部冷却水の一部を冷却コイル２を通すことなく、直接往路２１ａに流入させることができる。

【0053】

前記構成の精密空調装置１１は、図３に示すように、略直方体箱状のケーシング５０を備え、このケーシング５０の内部に、冷却コイル２、補助電気ヒータ３、送風機４等が設けられている。ケーシング５０内の上部には、チャンバー５１が設けられ、このチャンバー５１にＨＥＰＡフィルタ等のフィルタ５２が設けられている。
そして、送風機４から吹き出される空気はフィルタ５２によって異物が取り除かれたうえで、天井部５３の吹出口から外部（例えばクリーンルーム）に向けて吹き出される。
なお、図３において、天井部５３より下方に空間は開放されており、外部と連通している。

【0054】

ケーシング５０は部屋５４を備えており、この部屋５４に、送風機４の下方において冷却コイル２と補助電気ヒータ３とが上下に連設された状態で設けられている。部屋５４を形成する壁には、外気（例えば、精密空調装置１１が設置されたクリーンルーム内の空気）を取り込む吸気口５４ａが設けられ、送風機４によって外気が吸込まれ、この外気は必要に応じて補助電気ヒータ３によって昇温されたうえで、冷却コイル２によって冷却され、さらに送風機４の発熱負荷によって所定温度に昇温されて、チャンバー５１に吹き込まれる。チャンバー５１に吹き込まれた空気は、フィルタ５２によって異物が取り除かれたうえで、天井部５３の吹出口から外部（例えばクリーンルーム）に向けて吹き出される。

【0055】

また、部屋５４の下方には部屋５５が設けられており、この部屋５５に熱交換器２０が設けられている。冷却コイル２と熱交換器２０とに接続されて、冷却コイル２と熱交換器２０との間で内部冷却水を循環させる内部冷却水循環路２１は、部屋５４と部屋５５との間の仕切壁を貫通するようにして、両部屋５４，５５に渡って設けられている。
また、部屋５４には第１制御弁２５が設けられ、この第１制御弁２５に、内部冷却水循環路２１の往路２１ａと復路２１ｂの分岐路２１ｃとが接続されている。
また、部屋５５に第２制御弁３０が設けられ、この第２制御弁３０に、外部冷却水供給路２２の分岐路２２ａと外部冷却水排出路２３とが接続されている。外部冷却水供給路２２および外部冷却水排出路２３は、ケーシング５０の外壁を貫通して、図示しない建屋側の冷却塔に接続される。

【0056】

なお、図３に示す精密空調装置１１では、図２に示す、送風空気温度センサ１８、冷却水温度センサ２６、第１調節計１７、第２調節計２７、バッファータンク２８、バイパスバルブ３６、温度制御部４１、外気温度調節計４２、送風空気温度センサ１８等の図示を省略しているが、実際にはこれらもケーシング５０の適宜の部位に設けられている。
このように、ケーシング５０には、精密空調装置１１の冷却制御システムがコンパクトに纏められて装備されている。
また、ケーシング５０の底部に、精密空調装置１１を移動させるためのキャスタおよび精密空調装置１を設置固定するための設定固定部を設けてもよい。

【0057】

なお、図示は省略するが、図１に示す精密空調装置１も前記ケーシング５０と同様のケーシングに設けられている。この場合、精密空調装置１は、図２に示す精密空調装置１１が備えていた熱交換器２０、内部冷却水循環路２１、第２調節計２７、バッファータンク２８、ポンプ２９、第２制御弁３０等を備えていないので、これらはケーシングには設けられていない。このため、精密空調装置１が設けられているケーシングは、精密空調装置１１が設けられているケーシング５０よりコンパクトになる。

【0058】

以上のように本実施形態によれば、内部冷却水循環路２１の復路２１ｂから冷却コイル２に流入する内部冷却水の流量が、送風機４から送風される空気の温度を検知する送風空気温度センサ１８によって検知された温度に基づいて、第１調節計１７が第１制御弁２５を制御することによって、制御され、流量が制御された内部冷却水によって、冷却コイル２で温度制御されて当該冷却コイル２から送風機４に送られる冷空気を、送風機４の発熱負荷によって所定温度に昇温して送風機４によって送風するので、従来と異なり、温調制御に電気ヒータを用いずに、冷水コイルに流入する冷水量の制御のみで空調温調制御を行うことができる。
また、環境負荷が大きい冷凍機を使用していないので、環境負荷を小さくすることができる。

【0059】

また、補助電気ヒータ３によって加熱された外気の温度を検知する外気温度センサ４０と、補助電気ヒータ３の温度を制御する温度制御部４１と、外気温度センサ４０と温度制御部４１とが接続される外気温度調節計４２とを備え、補助電気ヒータ３の温度は、外気温度センサ４０によって検知された温度に基づいて、外気温度調節計４２が温度制御部４１を制御することによって、制御されるので、補助電気ヒータ３によって加熱される外気の温度を所定の温度に制御できる。

【0060】

また、内部冷却水循環路２１が外部冷却水供給路２２および外部冷却水排出路２３に対して独立となっているので、内部冷却水循環路２１が外部冷却水の圧力変動を受け難い。
また、外部冷却水供給路２２から熱交換器２０に流入する外部冷却水の流量が、冷却水温度センサ２６によって検知された温度に基づいて、第２調節計２７が第２制御弁３０を制御することによって、制御されることで、内部冷却水循環路２１を流通して冷却コイル２に供給される内部冷却水の温度を所定の温度に制御できる。

【符号の説明】

【0061】

１，１１ 精密空調装置
２ 冷却コイル（冷却部）
３ 補助電気ヒータ（補助加熱部）
４ 送風機
１２ 外部冷却水供給路
１３ 外部冷却水排水路
１５ 制御弁
１７ 調節計、第１調節計
１８ 送風空気温度センサ
２０ 熱交換器
２１ 内部冷却水循環路
２１ａ 往路
２１ｂ 復路
２２ 外部冷却水供給路
２３ 外部冷却水排出路
２５ 第１制御弁
２６ 冷却水温度センサ
２７ 第２調節計
３０ 第２制御弁
４０ 外気温度センサ
４１ 温度制御部
４２ 外気温度調節計

【要約】

【課題】環境負荷が小さく、電気ヒータを用いることなく、空調温度制御を行える精密空調装置を提供する。
【解決手段】外気を冷却する冷却部２と、この冷却部２によって冷却された空気を送風する送風機４と、冷却部２に外部冷却水を供給する外部冷却水供給路１２と、冷却部２から外部冷却水を排出する外部冷却水排出路１３と、外部冷却水供給路１２と外部冷却水排出路１３とが接続される制御弁１５と、送風機４から送風される空気の温度を検知する送風空気温度センサ１８と、送風空気温度センサ１８と制御弁１５とが接続される調節計１７と、を備えている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】