JP7471329B2 - プロセス排気を利用する省エネ換気システム - Google Patents

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関連出願の相互参照

本出願は、２０１９年７月２２日に中国特許局に提出し、出願番号が２０１９１０６６２６２４．２であり、発明名称が「排気にプロセス熱を利用した換気システム」との中国特許出願、および、２０１９年７月２２日に中国特許局に提出し、出願番号が２０１９１０６６３３０９．１であり、発明名称が「プロセス排気を利用する省エネ換気システム」との中国特許出願、を基礎とする優先権を主張し、その開示の総てをここに取り込む。

本発明は、工業生産の技術分野、特にプロセス排気を利用する省エネ換気システムに関する。

集積回路製造、フラットパネルディスプレイ製造、オプトエレクトロニクスデバイスの製造分野では、プロセス製造の必要性からさまざまなプロセス排気があり、一般に、このようなプロセス排気は直接大気中に排出される。しかしながら、図１に示されるように、生産室（生産プラント）０４のプロセス装置０３からのプロセス排気のかなりの部分は、室温で非常にきれいである（または少量のほこりしか含まない）、または非常にきれいである（または少量のほこりしか含まない）高温（または低温）排気の場合、プロセス排気が排気ファン０２から直接排出される場合、排気に含まれるエネルギー（冷熱）は利用されない。結果としてエネルギーの浪費になる。同時に、プラント環境のパラメータ要件を維持するために、このタイプの排気に対応する外気処理ユニット０１を設定する必要もある。新鮮な空気はろ過、冷却、加熱、加湿など、多くのエネルギーを消費する。

［発明が解決しようとする課題］
本発明の実施形態は、プロセス排気を利用する省エネ換気システムを提供し、プロセス排気を最大限に活用し、循環利用のため、利用可能なプロセス排気自体および／またはエネルギーを生産室および／または空気入口に戻し、エネルギーを節約する。

［課題を解決するための手段］
本発明は、プロセス排気を利用する省エネ換気システムを提供し、前記省エネ換気システムは、
屋外の外気を処理して生産室に送るための、外気処理ユニットと、
生産室内の利用可能なプロセス排気自体および／または生産室のエネルギーを前記生産室および／または外気処理ユニットの空気入口に送り返すための、排気再利用装置とを含む。

本発明の実施形態によって提供される省エネ換気システムは、外気処理ユニットおよび排気再利用装置を含み、外気処理ユニットは、屋外の外気をろ過、冷却、加熱、加湿した後生産室（生産プラント）に送り、生産室内の異なるプロセス装置は、異なるプロセス排気を排出し、一部のプロセス装置のプロセス排気は、利用可能なプロセス常温排気であり、一部のプロセス装置のプロセス排気は、利用可能なプロセス高温または低温排気である。排気再利用装置は、生産室内の利用可能なプロセス排気自体および／または生産室のエネルギーを生産室および／または外気処理ユニットの空気入口に送り返すことができ、エネルギーの浪費を回避し、外気処理ユニットで新鮮な空気を処理するのに必要なエネルギーを削減し、エネルギーをさらに節約する。

任意選択で、前記排気再利用装置は、前記生産室内の利用可能なプロセス排気を回収して前記生産室に輸送するためのプロセス排気再利用ユニットを含む。

任意選択で、前記プロセス排気再利用ユニットは、利用可能なプロセス排気を排出するために前記生産室の出口に接続された吸気部と、生産室から利用可能なプロセス排気を受け取るための入口に接続された排気部と、前記吸気部と前記排気部の間にあるファン部とを含む。

任意選択で、前記吸気部と前記ファン部との間に少なくとも１つのろ過部が設置され、および／または、前記ファン部と前記排気部との間に少なくとも１つのろ過部が設置される。

任意選択で、前記吸気部と前記ファン部との間に設置されたろ過部は、化学ろ過部および／または中効率ろ過部を含む。

任意選択で、前記ファン部と前記排気部との間に設置されたろ過部は、高効率ろ過部を含む。

任意選択で、接続空気管がさらに含まれ、前記接続空気管の一端は、前記排気部に接続され、他端は、前記生産室に接続される。

任意選択で、排気部空気管がさらに含まれ、前記接続空気管上に第１の電気閉鎖弁が設置され、前記排気部空気管の一端は、前記排気部と前記第１の電気閉鎖弁の間に位置する前記接続空気管に接続され、前記排気部空気管の他端は、生産室の外の大気に接続され、前記排気部の空気管上に第２の電気閉鎖弁が設置され、前記接続空気管前記排気部と前記第１の電気閉鎖弁の間に位置する部分に危険物質検出器が設置され、前記危険物質検出器は、コントローラに信号接続され、前記第１の電気閉鎖弁および第２の電気閉鎖弁の開閉をそれぞれ制御するために、前記コントローラは、前記第１の電気閉鎖弁および第２の電気閉鎖弁にそれぞれ接続され、
前記危険物質検出器が前記接続空気管内に危険物質があることを検出すると、前記コントローラは、前記第１の電気閉鎖弁を閉じ、前記第２の電気閉鎖弁を開くように制御する。

任意選択で、前記プロセス排気再利用ユニットは、換気および空調機械室、吊り天井、クリーンな生産プラントの下の技術的な中二階、またはプロセスルームに設置される。

任意選択で、前記外気処理ユニットの空気入口に屋外の外気を導入するための吸気管が接続され、前記排気再利用装置は、第１の排気ファンと、前記第１の排気ファンの空気出口に接続された第１の排気管と、第２の排気管とを含み、前記第１の排気管は、生産室外の大気と連通し、前記第１の排気管上に前記第１の排気管の外気量を制御するための第１の電気弁が設置され、前記第２の排気管は、前記吸気管と連動して、利用可能なプロセス排気自体および／またはエネルギーを外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に伝達し、前記第２の排気管上に前記第２の排気管の外気量を制御するための第２の電気弁が設置される。

任意選択で、温度検出器がさらに含まれ、前記温度検出器は、前記外気処理ユニット空気入口の外気の温度を検出するため、前記外気処理ユニットの空気入口または外気処理ユニットに設置され、前記温度検出器は、コントローラに信号的接続され、前記コントローラは、前記第１の電気弁そ第２の電気弁信号それぞれに信号的接続され、前記コントローラは、前記温度検出器によって検出された温度と設定温度にしたがい、前記第１の電気弁と第２の電気弁の開閉の程度を制御する。

任意選択で、前記第２の排気管は、前記吸気管と直接連通する。

任意選択で、前記第１の排気ファン内、前記第２の排気管上または前記外気処理ユニット内にろ過部が設置される。

任意選択で、前記第１の排気ファン内、前記第２の排気管上または前記外気処理ユニット内のろ過部に濾過器が設置される。

任意選択で、前記第１の排気ファンの空気入口は、高温の排気主管を介してプロセス装置の排気口と連通する。

任意選択で、前記高温の排気主管内に危険物質検出器が設置され、前記危険物質検出器は、コントローラに信号接続され、前記コントローラは、前記第１の電気弁と第２の電気弁それぞれに信号的接続され、
前記危険物質検出器が前記高温の排気主管内の危険物質の存在を検出すると、前記第２の電気弁が閉じられ、前記第１の電気弁が完全に開く。

任意選択で、熱回収装置がさらに含まれ、前記熱回収装置の空気入口は、前記第１の排気管と連通し、前記熱回収装置の空気出口は、前記生産室の外の大気と連通し、前記第１の排気管は、前記第１の排気管内の利用可能なプロセス排気のエネルギーを外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に間接的に伝達するように、前記熱回収装置を介して前記外気処理ユニット空気入口と協働する。

任意選択で、前記熱回収装置は、ランナータイプ、プレートタイプ、フィンタイプ、ヒートパイプタイプ、シェルアンドチューブタイプ、および中間熱媒体タイプの１つまたは組み合わせを含む。

任意選択で、熱回収装置がさらに含まれ、前記第２の排気管は、前記第２の排気管内可プロセス排気を利用したエネルギーを外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に間接的に伝達するように、前記熱回収装置を介して前記吸気管と協働する。

任意選択で、前記熱回収装置は、ランナータイプ、プレートタイプ、フィンタイプ、ヒートパイプタイプ、シェルアンドチューブタイプ、および中間熱媒体タイプの１つまたは組み合わせを含む。

任意選択で、前記熱回収装置は、前記外気処理ユニット内に設置されるか、または前記第２の排気管上に設置されるか、または前記第１の排気ファンに設置される。

任意選択で、前記生産室内の利用できないプロセス排気を排出するための第２の排気ファンがさらに含まれる。

従来技術における換気システムの概略構造図である。 本発明の実施形態によって提供されるプロセス排気を利用する省エネ換気システムの概略構造図である。 本発明の実施形態によって提供されるプロセス排気再利用ユニットの機能部の概略構造図である。 本発明の実施形態によって提供されるプロセス排気を利用する省エネ換気システムの別の概略構造図である。 本発明の実施形態によって提供されるプロセス排気を利用する省エネ換気システム別の概略構造図である。 図４の領域Ｃの部分拡大図である。 本発明の実施形態によって提供されるプロセス排気を利用する省エネ換気システムの別の概略構造図である。 本発明の実施形態によって提供されるプロセス排気を利用する省エネ換気システムの別の概略構造図である。 本発明の実施形態によって提供されるプロセス排気を利用する省エネ換気システムの別の概略構造図である。 本発明の実施形態によって提供されるプロセス排気を利用する省エネ換気システムの別の概略構造図。

［符号の説明］
符号：
０１－外気処理ユニット ０２－排気ファン ０３－プロセス装置 ０４－生産室
１－外気処理ユニット １１－吸気管 １２－温度検出器 ２－排気再利用装置 ２１－プロセス排気再利用ユニット ２１１－吸気部 ２１２－化学ろ過部 ２１３－中効率ろ過部 ２１４－ファン部 ２１５－高効率ろ過部 ２１６－排気部 ２２－第１の排気ファン ２３－第２の排気ファン ２４－接続空気管 ２４１－第１の電気閉鎖弁 ２４２－危険物質検出器 ２５－排気部空気管 ２５１－第２の電気閉鎖弁 ３－プロセス装置 ４１－第１の排気管 ４１１－第１の電気弁 ４２－第２の排気管 ４２１－第２の電気弁 ４３－高温の排気主管 ４３１－危険物質検出器 ５１、５２－熱回収装置。

本出願の実施形態における技術的解決策は、本出願の実施形態における図面と併せて、以下に明確かつ完全に説明される。

図２および５に示すように、本発明は、プロセス排気を利用する省エネ換気システムを提供する。省エネ換気システムには、外気処理ユニット１と、排気再利用装置２とを含む。

前記外気処理ユニット１は、屋外の外気を処理して生産室に送るように構成される。

前記排気再利用装置２は、生産室内の利用可能なプロセス排気自体および／またはエネルギーを生産室および／または外気処理ユニット１１空気入口に送り返すように構成される。

本発明の実施形態によって提供される省エネ換気システムは、外気処理ユニット１および排気再利用装置２を含む。外気処理ユニット１は、屋外の外気を、ろ過、冷却、加熱、加湿などした後、生産室（生産プラント）に送る。生産室内の異なるプロセス装置３は、異なるプロセス排気を排出し、一部のプロセス装置０３のプロセス排気は、利用可能なプロセス常温排気であり、一部のプロセス装置のプロセス排気は、利用可能なプロセス高温または低温排気である。排気再利用装置２は、生産室内の利用可能なプロセス排気自体および／またはエネルギーを生産室および／または外気処理ユニット空気入口に伝達する。これにより、エネルギーの浪費を回避し、外気処理ユニット１による外気処理に必要なエネルギーを減らすことができ、それによってエネルギーを節約する。

利用可能なプロセス排気は、室温排気、高温排気、低温排気のいずれかであり、高温排気の回収エネルギーは排気熱であり、低温排気の回収エネルギーは排気の冷エネルギーである。

可能な実施において、図２に示されるように、排気再利用装置２は、生産室内の利用可能なプロセス排気を回収して生産室に輸送するためのプロセス排気再利用ユニット２１である。ここで、利用可能なプロセス排気は、温度と湿度が生産室の環境と一致する常温排気である。

上記の省エネ換気システムでは、図２に示すように、生産室には２種類のプロセス排気口があり、外気処理ユニット１で外気をろ過、冷却、加熱、加湿した後、生産室に送られ、生産室の利用できないプロセス排気Ａは直接大気に排出され、外気量はＱＡである。直接利用可能なプロセス排気Ｂ（常温排気）は、プロセス排気再利用ユニット２１で直接部屋に送り返されるか、ろ過後に部屋に送り返され、外気量はＱＢである。外気処理ユニット１で補充される必要のある外気量はＱＡである。従来の換気システムでは、図１に示すように、生産室の利用できないプロセス排気が直接大気に排出され、外気量はＱＡであり、利用可能なプロセス排気Ｂも直接大気に排出され、外気量はＱＢである。外気処理ユニット１で補充される必要のある外気量はＱＡ＋ＱＢである。従来の換気システムと比較して、本発明の実施形態の換気システムは、本発明では、外気処理ユニット１によって補充される必要がある外気量はＱＡであり、新しく補う外気量はＱＢが減少する。

したがって、上記の実施形態では、利用可能な常温排気は、プロセス排気再利用ユニット２１を利用することによって再利用するために生産室に送り返され、これにより、生産室内の外気量が減少し、外気処理ための熱と冷エネルギーが低減され、および外気処理ユニット１の容量が削減され、エネルギーが節約される。

具体的には、本出願の実施形態では、利用可能なプロセス排気のうち、温度および湿度および清浄度の要件を満たす一部のプロセス排気が直接生産室に送り返される。温度と湿度の要件を満たすが、清浄度の要件を満たさない一部のプロセス排気はろ過されてから生産室に送られる。ここで、プロセス排気も処理する必要があるが、処理プロセスは、外気処理ユニット１の外気処理プロセスよりも単純であり、より少ないエネルギー消費を必要とする。

具体的には、前述の実施形態の生産室は、クリーンルームを含み得る。

さらに、利用可能な常温排気を要件に適合させ、生産室に送り返すために、図３を参照すると、本出願の実施形態におけるプロセス排気再利用ユニット２１は、利用可能なプロセス排気のための排気室の出口に連通された吸気部２１１と、利用可能なプロセス排気を受け入れるための生産室の入口に連通された排気部２１６と、吸気部２１１と排気部２１６との間に位置するファン部２１４とを含む。利用可能なプロセス排気温度、湿度および清浄度が要件を満たす場合、このようなプロセス排気は、プロセス排気再利用ユニット２１に入った後、ファン部２１４に入った後、排気部２１６を介して生産室に直接送り返されて、再利用される。

さらに、少なくとも１つのろ過部は、吸気部２１１とファン部２１４の間、またはファン部２１４と排気部２１６の間に設定される。または、少なくとも１つのろ過部は、吸気部２１１とファン部２１４の間、およびファン部２１４と排気部２１６の間に設定される。利用可能なプロセス排気は、吸気部２１１から入り、清浄度が要件を満たさないプロセス排気は、生産室の清浄度を確保するために、ろ過部を通って生産室に送り返される。

任意選択で、例として図３を取り上げると、吸気部２１１とファン部２１０との間に設置されるろ過部は、化学ろ過部２１２および／または中効率ろ過部２１３を含むことができるが、これらに限定されない。化学ろ過部２１２はプロセス排気中混入された分子レベルの汚染物質を吸着でき、中効率ろ過部２１３は粒子状物質を含むプロセス排気をさらにろ過できるため、再利用されたプロセス排気は清浄度の要件を満たすようになる。
任意選択で、ファン部２１４と排気部２１６との間に設置されるろ過部は、高効率ろ過部２１５を含むことができるが、これらに限定されない。ファン部２１４からのプロセス排気をさらに高効率のろ過することにより、再利用されたプロセス排気が浄度の要件を満たすことができるため、再利用のために生産室に送り返すことができる。

本出願の実施形態では、プロセス排気再利用ユニット２１の各ろ過部は、排気の性質および生産室の要件に従って選択および設定されることに留意されたい。これは必須の機能部ではない。また、各ろ過部の位置は、要件に応じて調整できる。同時に、利用可能なプロセス排気の浄化には、濾過器処理だけでなく、他のタイプの濾過器浄化形態（水洗浄、吸着、吸収、燃焼など）も含まれる。

具体的には、本出願のこの実施形態では、プロセス排気再利用ユニット２１は、換気および空調機械室に設置するか、吊り天井に設置するか、クリーンな生産プラントの下の技術的中二階に設置するか、またはプロセスルーム内の設置要件を満たす任意の位置に設置することができる。

具体的には、プロセス排気再利用ユニット２１が換気および空調機械室に設置されるか、または吊り天井に設置される場合、本出願の実施形態における省エネ換気システムは、接続空気管２４をさらに含む。接続空気管２４の一端は空気出口に接続され、セクション２１６が接続され、利用可能なプロセス排気を接続空気管を通って生産室に戻すため、他端が生産室に接続される。

実際の本発明では、プロセス生産要件のため、生産室に有害化学物質を利用するプロセス装置があり、危険物質を含むプロセス排気が排出される。危険物質を含むプロセス排気が漏れると、利用可能なプロセス排気を汚染する可能性がある。汚染されたプロセス排気の再循環を防ぐために、排気部の空気管２５を接続空気管に接続することができる。図４に示すように、接続空気管２４には、第１の電気閉鎖弁２４１が設けられている。排気部空気管２５の一端は、排気部２１６と第１の電気閉鎖弁２４１との間に位置する接続空気管２４に接続され、排気部空気管２５の他端は、生産室の外の大気に接続され、排気部空気管２５上に第２の電気閉鎖弁２５１が設けられている。排気部２１６と第１の電気閉鎖弁２４１との間に位置する接続空気管２４の部分には、危険物質検出器２４２が設けられている。危険物質検出器２４２は、コントローラと信号的接続される。コントローラは、第１の電気閉鎖弁２４１および第２の電気閉鎖弁２５１それぞれに信号的接続することにより、第１の電気閉鎖弁２４１と第２の電気閉鎖弁２５１の開閉を制御する。危険物質検出器２４２が危険物質を検出しない場合、コントローラは、利用可能なプロセス排気を再利用するために、第１の電気閉鎖弁を開くように制御し、第２の電気閉鎖弁を閉じるように制御する。危険物質検出器が危険物質を検出した場合、コントローラは、第１の電気閉鎖弁を閉じるように制御し、第２の電気閉鎖弁を開くように制御する。これにより、汚染された利用可能なプロセス排気が直接排出され、生産室の環境の汚染を防ぐ。

具体的には、プロセス排気再利用ユニット２１は、生産室またはクリーンな生産プラントの下の技術的な中二階に設置され、プロセス排気再利用ユニット２１の排気部２１６は、出口空気の形で直接設置することもでき、生産室またはクリーンな生産プラントの下の技術的な中二階に還気を直接に送る。

別の可能な実施において、図５および６に示されるように、外気送風機ユニット１の空気入口は、屋外外気を導入するための吸気管１１に接続され、排気再利用装置２は、第１の排気ファン２２と、第１の排気ファン２２空気出口に接続される第１の排気管４１と、第２の排気管４２とを含み得る。第１の排気管４１は、生産室の外の大気と連通している。第１の排気管４１上に第１の排気管４１外気量を制御するための第１の電気弁４１１が設置される。第２の排気管４２は、吸気管１１と協働して、利用可能なプロセス排気自体および／またはエネルギーを外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気に伝達する。第２の排気管４２上に第２の排気管４２外気量を制御するための第２の電気弁４２１が設置される。この構造では、利用可能なプロセス排気は、高温排気または低温排気である可能性がある。

上記の省エネ換気システムは、外気処理ユニット１および第１の排気ファン２２を含む。外気処理ユニット１は、屋外の外気を処理して生産室に送る。第１の排気ファン２２は、生産室内のプロセス装置３によって生成された利用可能なプロセス排気を生産室外に排出する。第１の排気ファン２２の空気出口に第１の排気管４１と第２の排気管４２が接続されるため、第１の排気管４１は、生産室の外の大気と連通し、第２の排気管４２は、吸気管１１と協働して、利用可能なプロセス排気自体および／またはエネルギーを外気処理ユニット１の空気入口での屋外の外気に伝達することができる。第１の電気弁４１１が部分的または全部閉じられ、第２の電気弁が開かれるとき、プロセス装置３によって生成された利用可能なプロセス排気の場合、第２の排気管４２を介して利用可能なプロセス排気自体および／またはエネルギーを外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気に移送され、プロセス排気に含まれるエネルギーは、回收再利用され、エネルギーの浪費を回避し、外気処理ユニット１による外気処理に必要なエネルギーを低減し、エネルギーを節約する。

実際の応用では、利用可能なプロセス排気が高温排気である場合、外気は冬に外気処理ユニット１によって補充され、適切な温度に達して生産室に送られるために、外気を外気処理ユニット１で加熱する必要があり、多くのエネルギーを消費する。上記の換気システムでは、第１の排気ファン２２は、生産プラント内のプロセス装置３によって生成された高温排気を生産プラントから排出し、排気ファン２の空気出口に第１の排気管４１と第２の排気管４２が接続されるため、第１の排気管４１は、生産プラントの外部の大気と連通し、第２の排気管４２は、吸気管１１と協働して、高温排気の熱を外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に移送する。具体的には、第１の電気弁４１１を部分的または完全に閉じ、第２の電気弁４２１を開く場合、プロセス装置３によって生成された高温排気の熱を、第２の排気管４２を介して外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気に伝達し、外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気の温度を向上し、冬の際、外気処理ユニット１による屋外の外気に対する加熱量を低減し、エネルギーを節約する目的を達成する。夏には、第２の電気弁４２１を閉じ、第１の電気弁４１１を開くことにより、プロセス装置３によって生成された高温排気を空気に直接に排出でき、外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気の温度に影響しない。

さらに、利用可能な排気は低温排気でもよい。夏には、第２の排気管４２が吸気管１１と協働して、低温排気の冷エネルギーを外気処理ユニットの空気入口での屋外の外気に伝達する。具体的には、第１の電気弁４１１が部分的に閉じ、第２の電気弁４２１が開くと、プロセス装置３によって生成された低温排気の冷エネルギーは、第２の排気管４２を介して外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気に伝達し、外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気の温度を下げることができ、それにより、夏季の外気処理ユニット１による外気の冷却能力を低下させ、エネルギーを節約する目的を達成する。

具体的には、季節によって外気温が異なり、生産室での生産に必要な温度も異なる。排気再利用装置を利用してプロセス排気のエネルギーを回収する場合は、利用可能なプロセス排気のエネルギー回収量を制御し、外気処理ユニットのエネルギー消費を削減する。プロセス排気を利用したエネルギーの回収量を調整するため、換気システムに温度検出器１２が設置されることができ、図７に示すように、温度検出器１２は、外気処理ユニット１の空気入口または外気処理ユニット１内に設けられ、外気処理ユニットの空気入口の外気の温度を検出し、外気処理ユニット空気入口での外気は、プロセス排気のエネルギーを受け取った後の外気外気である。温度検出器１２はコントローラと信号的接続され、コントローラは、第１の電気弁４１１および第２の電気弁４２１それぞれに信号的接続される。コントローラは、温度検出器によって検出された温度および設定温度に従って、第１の電気弁４１１と第２の電気弁４２１の開閉の程度を制御する。

実際の応用では、設定温度は、外気処理ユニットのエネルギー消費量が最も少ない条件下で必要な温度である。利用可能なプロセス排気が高温排気の場合、高温排気の熱は、第２の排気管４２と吸気管１１の協働により、外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に伝達する。温度検出器は、外気処理ユニット空気入口の外気の温度を検出し、コントローラは、設定温度と外気処理ユニット空気入口の外気の温度を比較し、差値に応じて、コントローラは、第１の電気弁および第２の電気弁の開閉の程度を制御する。例えば、外気処理ユニット空気入口の外気の温度が設定温度よりも低い場合、コントローラは、第２の電気弁４２１の開く程度を大きくするかまたは全部開くように制御し、第２の排気管内の外気量を増やし、第１の電気弁４１１の閉じる程度を小さくするか全部閉じ、第１の排気管内の外気量を減らし、それによってエネルギーの回収量を増加させる。または、外気処理ユニット空気入口の外気の温度は、設定温度より高い場合、コントローラは、第２の電気弁４２１の閉じる程度を小さくするか全部閉じるように制御し、第２の排気管内の外気量を減らし、第１の電気弁の開く程度を大きくするかまたは全部開くように制御し、第１の排気管内の外気量を増やし、エネルギーの回収量を低減する。

任意選択で、図５、６、および７に示すように、第２の排気管４２を外気処理ユニット１の吸気管１１に直接接続して、利用可能なプロセス排気自体とそのエネルギーを外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気に伝達し、外気処理ユニット１による外気処理に必要なエネルギーを低減し、エネルギーを節約し、生産室の外気量を低減し、それにより、外気処理ユニット１の容量を減らし、エネルギーを節約する。

さらに、第２の排気管が吸気管に直接接続されている場合、清浄度の要件を満たさないプロセス排気の一部は、生産室に送り返される前に濾過される。第１の排気ファン２２および第２の排気パイプ４２または外気処理ユニット１にろ過部を設けて、利用可能なプロセス排気にほこり等の不純物が存在する場合に、排気中に存在する不純物が生産室に入るのを防止することができる。

具体的には、第１の排気ファン２２、第２の排気管４２、または外気処理ユニット１のろ過部に濾過器が設けられている。濾過器は、プロセス装置３によって生成された利用可能なプロセス排気を濾過する。また、ろ過部は、水洗、吸着等、他にも様々なろ過方法で排気をろ過することができるが、ここに限定されない。

第１の排気ファン２２、第２の排気管４２、または外気処理ユニット１に１つまたは複数のろ過部を設けることができ、各ろ過部を異なるろ過機能部にして、異なるろ過を達成できることに留意されたい。特定のろ過部は、生産プラントの実際の状況に応じて設定され、ここでの制限はない。

上記の省エネ換気システムにおいて、具体的には、第１の排気ファン２２の空気入口は、高温の排気主管４３を介してプロセス装置３の空気出口と連通している。

さらに、危険物質検出器４３１を、高温排気主管４３に設けることができる。危険物質検出器４３１はコントローラと信号的接続され、コントローラはそれぞれ第１の電気弁４１１および第２の電気弁４２１と信号てき接続される。危険物質検出器４３１が高温排気主管内の危険物質を検出すると、第２の電気弁４１１が閉じ、第１の電気弁４２１が全開される。プロセス生産では、生産室に有害化学物質を利用して利用できないプロセス排気を排出するプロセス装置３が必要であるため、このようなプロセス装置３が漏れると、危険物質が高温排気主管４３に入り、危険物質が外気処理ユニット１の空気入口へに輸送される可能性がある。危険物質が外気処理ユニット１の空気入口に入るのを防ぐために、危険物質検出器４３１を高温排気主管４３に設置することができ、危険物質検出器４３１は、高温排気主管４３内に危険物質があることを検出する場合、コントローラは、第２の電気弁４２１を閉じるように制御し、第１の電気弁４１１を完全に開くように制御する。生産室の環境を汚染しないようにプロセス装置３のプロセス排気を大気中に放出する。

なお、換気システムに温度検出器と危険物質検出器の両方が設置されている場合、コントローラは危険物質検出器から送信された信号に優先的に応答する。危険物質検出器が危険物質を検出した場合、 第２の電気弁は閉じて第１の電気弁は全開になる。危険物質検出器が危険物質を検出しない場合、コントローラーは温度検出器から送信された信号に応答する。

必要に応じて、上記の省エネ換気システムでは、プロセス排気を屋外の外気と直接混合してエネルギーを節約できるだけでなく、熱回収装置を介してプロセス装置３によって生成される排気のエネルギー（冷熱）を外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気に伝達することも可能である。

一実施形態では、図８に示すように、第２の排気管４２は、吸気管１１に直接接続され、第１の排気管４１は、特に、熱回収装置５１を介して生産室の外の大気と連通している。具体的には、熱回収装置５１の空気入口は、第１の排気管４１と連通し、熱回収装置５１の空気出口は、生産室の外の大気と連通し、第１の排気管４１は、熱回収装置５１を介して外気処理ユニット１１空気入口と協働して第１の排気管４１の利用可能なプロセス排気のエネルギーを外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に間接的に伝達するる。実際の生産では、利用可能なプロセス排気は危険物質で汚染されている可能性があり、直接回収利用することはできない。危険物質検出器４３１でプロセス排気に危険物質が含まれているかどうかを検出できる。高温の排気主管４３に汚染ガスがないことが検出された場合、コントローラは第１電気弁４１１を閉じ、第２電気弁４２１を開くように制御する。高温（または低温）の清浄な排気を屋外の外気と直接混合することができ、エネルギーを屋外の外気に直接伝達する。高温の排気主管４３に汚染物質が存在すると検出した場合、コントローラは、第２の電気弁４２１を閉じ、第１の電気弁４１１を開くように制御し、熱回収装置を介して、汚染物質を含む高温（または低温）排気のエネルギーを外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に伝達する。

上記実施形態では、外気処理ユニット１１の空気入口または外気処理ユニット１１に同時に温度検出器を設置することもでき、熱回収装置５１は、プロセス排気エネルギーの回収量を調整することができる。高温排気主管内のプロセス排気が汚染物質のない高温（または低温）の清浄な排気であることが検出された場合、熱回収装置５１はプロセス排気のエネルギーを回収しない可能性があり、コントローラは温度検出器によって検出された温度および設定温度に応じて、第１の電気弁４１１および第２の電気弁４２１の開閉の程度をそれぞれに制御する。プロセス排気のエネルギー回収量を調整する。高温排気主管内のプロセス排気が汚染物質を含むプロセス排気であることを検出し、コントローラは、第２の電気弁４２１が閉じられ、第１の電気弁４１１が完全に開かれるように制御する。熱回収装置５１がエネルギーを回収する。熱回収装置５１は、第１の排気管４１内のプロセス排気のエネルギーを回収する。

具体的には、上記熱回収装置は、ランナータイプ、プレートタイプ、フィンタイプ、ヒートパイプタイプ、シェルアンドチューブタイプおよび中間熱媒体タイプなどの複数の形態の１つまたは組み合わせであり得、ここに限定しない。

別の解決策では、図９に示されるように、上記の省エネ換気システムは、熱回収装置５２を含む。第２の排気管は、外気処理ユニットの吸気管に直接連通されていない。第２の排気管４２は、熱回収装置５２を介して吸気管１１と協働して、第２の排気管４２内の高温または低温排気のエネルギーを外気処理ユニット１空気入口での屋外の外気に間接的に伝達する。具体的には、第２の排気管４２は、熱回収装置５２の空気入口と連通し、熱回収装置５２の空気出口は、生産室の外の大気と連通し、熱回収装置５２は、第２の排気管４２内のプロセス排気のエネルギーを外気処理ユニット１１空気入口での屋外の外気に伝達する。熱回収装置の熱交換効果により、外気処理ユニット１の空気入口の外気温度が上昇または下降し、それにより、外気処理ユニット１による外気の加熱量または冷却量が減少され、エネルギーを節約するという目的を達成する。

具体的には、上記熱回収装置５２は、ランナータイプ、プレートタイプ、フィンタイプ、ヒートパイプタイプ、シェルアンドチューブタイプおよび中間熱媒体タイプなどの複数の形態の１つまたは組み合わせであり得る。実情に応じて選定されたものであり、ここに限定されるものではない。

具体的には、上記の熱回収装置５２は、外気処理ユニット１、または第２の排気管４２、または排気ファンに設置することができる。ここで、熱回収装置の設置位置は、熱回収装置の設置および操作機能を実現できれば十分であり、特に制限はない。

なお、生産室ごとに維持する必要のある室内環境パラメータの要件が異なるため、外気処理ユニットに特別に含まれる処理装置および処理装置の設計パラメータは、実際の状況に応じて決定され、ここに制限はない。

別の可能な実施方法では、図１０に示すように、上記の２つの可能な実施方法を組み合わせることもでき、上記の排気再利用装置は、上記のプロセス排気再利用ユニット２１、上記のプロセス排気再利用ユニット２１、第１の排気管４１および第２の排気管４２の組み合わせである。プロセス排気再利用ユニット２１を利用して、生産室の常温排気を濾過し、濾過後に再度生産室に送ることができる。第１の排気ファン２２、第２の排気管４２、および／または熱回収装置を介して、プロセス装置からの高温排気または低温排気のエネルギーは、外気処理ユニット空気入口での外気に伝達することができる。エネルギーの再利用を実現し、エネルギーを節約する。

上記の３つの可能な実施形態によって提供される省エネ換気システムでは、さらに、図２および図１０に示されるように、換気システムは、生産室内の利用できないプロセス排気を排出するための第２の排気ファン２３も含む。

明らかに、当業者は、本出願の実施形態の精神および範囲から逸脱することなく、本出願の実施形態に様々な変更および修正を加えることができる。このように、この出願の実施形態のこれらの修正および変形は、この出願およびそれらの同等の技術の特許請求の範囲内にある場合、この出願はまた、これらの修正および変形を含むことを意図している。

Claims (18)

1. プロセス排気を利用する省エネ換気システムであって、
   屋外の外気を処理して生産室に送るための、外気処理ユニットと、
   生産室内の利用可能なプロセス排気自体および／または生産室のエネルギーを前記生産室および／または外気処理ユニットの空気入口に送り返すための、排気再利用装置と
   を含み、
   前記排気再利用装置は、前記生産室内の利用可能なプロセス排気を回収して前記生産室に輸送するためのプロセス排気再利用ユニットを含み、
   前記プロセス排気再利用ユニットは、利用可能なプロセス排気を排出するために前記生産室の出口に接続された吸気部と、生産室から利用可能なプロセス排気を受け取るための入口に接続された排気部と、前記吸気部と前記排気部の間にあるファン部とを含み、
   前記省エネ換気システムは、接続空気管と、排気部空気管とをさらに含み、
   前記接続空気管の一端は、前記排気部に接続され、他端は、前記生産室に接続され、
   前記接続空気管上に第１の電気閉鎖弁が設置され、前記排気部空気管の一端は、前記排気部と前記第１の電気閉鎖弁の間に位置する前記接続空気管に接続され、前記排気部空気管の他端は、生産室の外の大気に接続され、前記排気部空気管上に第２の電気閉鎖弁が設置され、前記接続空気管の前記排気部と前記第１の電気閉鎖弁の間に位置する部分に危険物質検出器が設置され、前記危険物質検出器は、コントローラに信号接続され、前記第１の電気閉鎖弁および第２の電気閉鎖弁の開閉をそれぞれ制御するために、前記コントローラは、前記第１の電気閉鎖弁および第２の電気閉鎖弁にそれぞれ接続され、
   前記危険物質検出器が前記接続空気管内に危険物質があることを検出すると、前記コントローラは、前記第１の電気閉鎖弁を閉じ、前記第２の電気閉鎖弁を開くように制御する
   ことを特徴とする、プロセス排気を利用する省エネ換気システム。
2. 前記吸気部と前記ファン部との間に少なくとも１つのろ過部が設置され、および／または、前記ファン部と前記排気部との間に少なくとも１つのろ過部が設置されることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
3. 前記吸気部と前記ファン部との間に設置されたろ過部は、化学ろ過部および／または中効率ろ過部を含むことを特徴とする、請求項２に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
4. 前記ファン部と前記排気部との間に設置されたろ過部は、高効率ろ過部を含むことを特徴とする、請求項２に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
5. 前記プロセス排気再利用ユニットは、換気および空調機械室、吊り天井、クリーンな生産プラントの下の技術的な中二階、またはプロセスルームに設置されることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
6. 前記外気処理ユニットの空気入口に屋外の外気を導入するための吸気管が接続され、前記排気再利用装置は、第１の排気ファンと、前記第１の排気ファンの空気出口に接続された第１の排気管と、第２の排気管とを含み、前記第１の排気管は、生産室外の大気と連通し、前記第１の排気管上に前記第１の排気管の外気量を制御するための第１の電気弁が設置され、前記第２の排気管は、前記吸気管と連動して、利用可能なプロセス排気自体および／またはエネルギーを外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に伝達し、前記第２の排気管上に前記第２の排気管の外気量を制御するための第２の電気弁が設置されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
7. 温度検出器がさらに含まれ、前記温度検出器は、前記外気処理ユニット空気入口の外気の温度を検出するため、前記外気処理ユニットの空気入口または外気処理ユニットに設置され、前記温度検出器は、コントローラに信号的接続され、前記コントローラは、前記第１の電気弁および第２の電気弁信号それぞれに信号的接続され、前記コントローラは、前記温度検出器によって検出された温度と設定温度にしたがい、前記第１の電気弁と第２の電気弁の開閉の程度を制御することを特徴とする、請求項６に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
8. 前記第２の排気管は、前記吸気管と直接連通することを特徴とする、請求項６に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
9. 前記第１の排気ファン内、前記第２の排気管上または前記外気処理ユニット内にろ過部が設置されることを特徴とする、請求項８に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
10. 前記第１の排気ファン内、前記第２の排気管上または前記外気処理ユニット内のろ過部上に濾過器が設置されることを特徴とする、請求項９に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
11. 前記第１の排気ファンの空気入口は、高温の排気主管を介してプロセス装置の排気口と連通することを特徴とする、請求項８に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
12. 前記高温の排気主管内に危険物質検出器が設置され、前記危険物質検出器は、コントローラに信号接続され、前記コントローラは、前記第１の電気弁と第２の電気弁それぞれに信号的接続され、
    前記危険物質検出器が前記高温の排気主管内の危険物質の存在を検出すると、前記第２の電気弁が閉じられ、前記第１の電気弁が完全に開くことを特徴とする、請求項１１に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
13. 熱回収装置がさらに含まれ、前記熱回収装置の空気入口は、前記第１の排気管と連通し、前記第１の排気管は、前記第１の排気管内の利用可能なプロセス排気のエネルギーを外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に間接的に伝達するように、前記熱回収装置を介して前記外気処理ユニット空気入口と協働することを特徴とする、請求項１２に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
14. 前記熱回収装置は、ランナータイプ、プレートタイプ、フィンタイプ、ヒートパイプタイプ、シェルアンドチューブタイプ、および中間熱媒体タイプの１つまたは組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
15. 熱回収装置がさらに含まれ、前記第２の排気管は、前記熱回収装置を介して前記吸気管と協働することにより、前記第２の排気管内の利用可能なプロセス排気のエネルギーを外気処理ユニット空気入口での屋外の外気に間接的に伝達することを特徴とする、請求項６に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
16. 前記熱回収装置は、ランナータイプ、プレートタイプ、フィンタイプ、ヒートパイプタイプ、シェルアンドチューブタイプ、および中間熱媒体タイプの１つまたは組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１５に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
17. 前記熱回収装置は、前記外気処理ユニット内に設置されるか、または前記第２の排気管上に設置されるか、または前記第１の排気ファンに設置されることを特徴とする、請求項１５に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。
18. 前記生産室内の利用できないプロセス排気を排出するための第２の排気ファンがさらに含まれることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス排気を利用する省エネ換気システム。