クリーンルームの空調負荷は、快適性空調の単位面積指標で見積もってはならない。クリーンルームの送風量は、まず清浄度等級、換気回数または断面風速によって決定されることが多く、熱湿負荷を満たすために必要な風量より大きくなることが常である。外気量は GB 50073-2013 に従い、「排気+陽圧補償」と「一人当たり毎時 40 m³」のうち大きい方の値を取るべきであり、人員分の外気をさらに重ねて加算してはならない。再熱は機器露点に到達するためではなく、空気が過冷却されて除湿された後に、送風温度を補い戻すためのものである。プロセス設備の放熱、ファンの温度上昇、陽圧補償風量はいずれも項目別に核算しなければならず、そうでなければ機種が大きすぎたり小さすぎたりしやすい。
空調負荷とは、室内の熱湿パラメータを要求範囲内に維持するために、単位時間当たりに部屋から持ち去る必要のある熱量(冷房負荷)、または暖房工况において部屋に送り込む必要のある熱量(暖房負荷)である。この定義は快適性空調にもクリーンルーム浄化空調にも成立する。違いは、制御目標が異なり、負荷の大部分を占める項目も異なる点にある。
以下では、負荷計算とシステム設計に分けて、二つの路線を切り分けて見ていく。外気量と差圧に関する条文は、GB 50073-2013 に照らして照合する。文中に現れる割合の数字は、規範的な出典のないものについては、あくまで工程上よく見られる観察範囲であり、必ず達成すべき、または超えてはならない規定値ではない。
クリーンルームの送風量は何によって決まるのか?なぜ冷房負荷で計算しないことが多いのか?
快適性空調は主に温度、湿度、外気量、騒音を管理し、送風量は通常、冷房負荷または暖房負荷から逆算します。クリーンルームはさらに清浄度(含塵量)、室間の差圧、および断面風速または換気回数も同時に管理する必要があります。送風量は多くの場合、まず清浄度によって決められ、熱湿負荷によって先に決められるのではありません。
天井高が 4.0 m 未満の非一方向流方式の室について、GB 50073-2013 の表 6.3.3 は清浄度等級別の換気回数の参考値を示しています。ISO 8 級(十万級)は 10~15 回/h、ISO 7 級(万級)は 15~25 回/h、ISO 6 級(千級)は 50~60 回/h です。一方向流方式の室は換気回数を主な管理指標とせず、断面風速によって送風量を決定すべきです。このように算出された風量は、温度・湿度を満たすだけに必要な風量より大きくなることがよくあります。風量が大きくなると、含湿量を適切に処理するために、空気はまず機器露点以下まで冷却されて除湿され、その後送風温度まで再加熱されることが多くなります。余分な風量とその後の再熱は、負荷表全体の構造を変えてしまいます。
| 比較項目 | 快適性空調 | クリーンルーム用浄化空調 |
|---|---|---|
| 制御目標 | 温度、湿度、外気量、騒音 | 温度、湿度、清浄度、陽圧または陰圧、風速または換気回数 |
| 送風量の主な根拠 | 冷房負荷または暖房負荷から風量を計算 | 多くの場合、清浄度等級、換気回数または断面風速によって決定され、風量は熱湿負荷の需要を上回る可能性がある |
| 囲護構造 | 一般的な建築囲護 | 二重囲護や「房中房」が一般的で、内層の断熱が良く、囲護の伝熱割合は低いことが多い |
| ろ過 | 初効、または初効+中効 | 初効、中効+高効率(または準高効率)の三段ろ過、還気側に中効を設けることが多く、ろ過抵抗がより高い |
| 圧力制御 | 通常、厳格な陽圧または陰圧の要求はない | 方向性のある差圧を維持する必要があり、陽圧に必要な漏れ補償風量を個別に算出し、外気量に計上する |
| 運転モード | 間欠運転が多い | 多くのプロセス用クリーンルームは連続運転が必要で、負荷は長期運転で検証する必要がある |
| 気密性 | 一般的な要求 | 要求が高く、漏れは差圧と外気量に直接影響する |