JP5975263B2 - 電力制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電力制御システムに関する。

近年においては、節電意識が高まってきており、例えば、オフィスや工場などでもこれまで以上の節電が求められている状況にある。
そこで、例えば特許文献１のように、過去の実績から求めた空調部分負荷特性と室内熱容量特性に基づいて、空調電力量の目標値を実現する設定温度を決定し、この設定温度となるように空調機を制御する需要家エネルギーマネジメントシステムが知られている。これにより、例えば、オフィスなどの室内の構造や配置物や在室状況などによる影響を考慮して、空調電力量の目標値を実現する設定温度を高い精度で求めることができ、また、需要家の快適性などへの影響も少なくできる。

特開２０１１−３６０８４号公報

例えば、半導体集積回路などの精密装置や非常に高い衛生的品質が求められる食品などを製造する工場などでは、所要の空気清浄度が確保されたクリーンルーム内で製品の製造を行う。
このようなクリーンルームは、その室内の空気清浄度を維持するためにファンフィルタユニットを備える。ファンフィルタユニットは、フィルタとファンが一体化された空調機器である。ファンフィルタユニットは、ファンを回転させることによりクリーンルームから一旦排気された空気をクリーンルーム内に排気させる。この際に、空気中に浮遊している塵がフィルタにより濾過されることで、クリーンルーム内の空気が清浄化される。

ファンフィルタユニットは、細かい粒子の塵埃を濾過する必要がある必要から、そのフィルタの目も相当に細かい。このために、フィルタに空気を通過させる際の圧力損失が大きい。そこで、吸排気量を確保するためには、ファンの回転を高くしたり、ファンフィルタユニットの設置数を増加させたりする必要がある。これにより、ファンフィルタユニット全体としての消費電力は相当に高くなってしまっている。

クリーンルームにおける消費電力の低減のためには、ファンフィルタユニットの運転強度を制御することが有効である。しかし、現状においては、空気清浄度の確保を優先しているために、ファンフィルタユニットは、許容限度の空気清浄度を確実に満足するように予め定められた運転強度によって定常的に運転されているというのが実情である。
また、特許文献１は、あくまでもオフィスにおける冷暖房、換気などの空調機器を、空調電力量の目標値以下とするように電力制御を行うものであるために、空気清浄度の厳密な管理が要求されるクリーンルームに適用することは難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、クリーンルームの空調機器に適した空調制御が行える電力制御システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様としての電力制御システムは、クリーンルームに備えられる複数のファンフィルタユニットと、前記クリーンルームにおける空気清浄度を検出する清浄度センサと、検出された前記空気清浄度に基づいて前記複数のファンフィルタユニットにおける少なくとも一部の運転強度変更対象のファンフィルタユニットの運転強度を変更するように制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、消費電力が最も高くなると予測されることに応じて消費電力を抑制すべきと設定される節電時間帯において消費電力が許容限度値を超えないようにするため、前記運転強度変更対象のファンフィルタユニットの運転強度を低くするとともに、前記節電時間帯の直前の一定期間である節電前時間帯において、前記節電時間帯における前記空気清浄度の値が許容限度値を超えないように事前に前記空気清浄度の値を低下させるため、前記運転強度変更対象のファンフィルタユニットの運転強度を高くするように制御したうえで、前記節電時間帯において前記空気清浄度の値が閾値を超えないように前記運転強度変更対象のファンフィルタユニットの運転強度を変更する。

以上説明したように、本発明によれば、クリーンルームの空調機器に適した電力制御が可能な電力制御システムを提供できるという効果が得られる。

本発明の第１の実施形態における電力制御システムの構成例を示す図である。 ファンフィルタユニットの風量と消費電力との関係を示す図である。 第１の実施形態におけるクリーンルーム内のファンフィルタユニットの配置例と、ファンフィルタユニットについてのグループ分けの例を示す図である。 第１の実施形態における運転制御結果に応じた空気清浄度とファンフィルタユニットの消費電力の時間経過に応じた変化例を示す図である。 第１の実施形態における制御装置が実行する処理手順例を示す図である。 第１の実施形態の変形例１における運転制御結果に応じた空気清浄度とファンフィルタユニットの消費電力の時間経過に応じた変化例を示す図である。 第１の実施形態の変形例２に対応するクリーンルームのエリア分割例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における電力制御システムの構成例を示す図である。 第２の実施形態における制御パターンテーブル作成のための手順例を示す図である。 第２の実施形態における制御装置が実行するファンフィルタユニット運転制御のための処理手順例を示す図である。 第２の実施形態における制御装置による運転制御結果の一例を示す図である。 第２の実施形態における制御装置による運転制御結果の一例を示す図である。 第２の実施形態において、クリーンルーム内での作業のスケジュール変更に応じた空気清浄度とファンフィルタユニットの消費電力の変化例を示す図である。

＜第１の実施形態＞
［電力制御システムの構成］
図１は、本発明の第１の実施形態における電力制御システムの構成例を示している。
本実施形態の電力制御システムは、クリーンルーム２００における空調機器を制御するものである。
建屋１００は、その内部にクリーンルーム２００が設置される。建屋１００内におけるクリーンルーム２００の外部空間は、換気のための空気が流通するプレナム１０１として使用される。

また、プレナム１０１には顕熱除去のためのドライコイル１１０が備えられる。
クリーンルーム２００は、予め定められた空気清浄度が確保された環境の部屋である。このクリーンルーム２００においては、所定数の生産装置２１０が備えられる。生産装置２１０は、所定の製品を生産する装置である。一例として、生産装置２１０は、例えば半導体集積回路、液晶パネルなどの精密部品であるとか、高い衛生品質が求められる食品などを生産する。

また、クリーンルーム２００においては、その天井部分において複数のファンフィルタユニット２２０が備えられる。ファンフィルタユニット２２０は、ファンとフィルタが一体化された空調機器である。

また、クリーンルーム２００においてそれぞれが異なる所定の位置に対して複数の清浄度センサ２３０が備えられる。清浄度センサ２３０は、周囲の空気の清浄度を検出する。

クリーンルーム２００における空気は、以下のようにして清浄化される。
ドライコイル１１０は、プレナム１０１内下層の空気を吸引し顕熱を除去した後プレナム１０１に排出する。そして、ファンフィルタユニット２２０は、ファンを回転させることにより、プレナム１０１における空気を再びクリーンルーム２００に供給する。このとき、空気はファンフィルタユニット２２０のフィルタを通過するが、このフィルタによってプレナム１０１内に浮遊していた塵埃が濾過され、クリーンルーム２００には塵埃が除去された清浄な空気が供給される。クリーンルーム２００に供給された空気は、このクリーンルーム２００において上方から下方へ送られ、さらにクリーンルーム２００の下端からプレナム１０１に排出される。このように空気が循環することにより、クリーンルーム２００内の空気は清浄化された状態を維持する。

また、建屋１００の外部には、制御装置３００と中央監視装置４００が備えられる。
制御装置３００は、清浄度センサ２３０により検出された空気清浄度に基づいて複数のファンフィルタユニット２２０における少なくとも一部のファンフィルタユニット２２０の運転強度を変更するように制御する。
なお、本実施形態の制御装置３００は、クリーンルーム２００におけるファンフィルタユニット２２０の運転を個別に制御することができる。

中央監視装置４００は、制御装置３００と通信を行うことによりクリーンルーム２００の空調制御を監視する。

[ファンフィルタユニットの特性]
ファンフィルタユニット２２０は、一般的には、必要な空気清浄度を確実に確保できる運転強度(例えば風量に相当する)を予め定めておき、この定められた運転強度により定常的に運転するようにされている。しかし、ファンフィルタユニット２２０は、フィルタによる圧力損失が大きいため、これを補填するために、ファンフィルタユニット２２０の運転強度を高く設定したり、その設置数を増加させるなどしている。このような理由から、クリーンルーム２００における消費電力のうち、ファンフィルタユニット２２０の消費電力の占める割合は比較的大きい。

図２は、ファンフィルタユニット２２０の風量と消費電力の関係を示している。風量は、ファンフィルタユニット２２０により吸排気される空気の量であり、例えばファンの回転速度が高くなるのに応じて増加する。そして、この風量またはこれに応じたファンの回転速度は、運転強度にも相当する。
この図から理解されるように、ファンフィルタユニット２２０の消費電力は、風量が少なくなるのに応じて減少する。つまり、ファンの回転速度が低くなって運転強度が低下するのに応じて減少する。

［電力制御のための構成］
そこで、本実施形態の電力制御システムは、クリーンルーム２００の消費電力を削減するために、以下のようにファンフィルタユニット２２０の運転強度を変更する。
まず、本実施形態の電力制御システムは、ファンフィルタユニット２２０の運転制御を行うにあたり、以下のように、クリーンルーム２００におけるファンフィルタユニット２２０を区分する。

図３は、クリーンルーム２００におけるファンフィルタユニット２２０（２２０−１、２２０−２）の配置態様例を模式的に示している。ファンフィルタユニット２２０は、クリーンルーム２００の天井において、同図に示すように平面方向において配列される。
そのうえで、本実施形態の電力制御システムにおいては、このように配列されるファンフィルタユニット２２０について、第１群のファンフィルタユニット２２０−１と第２群のファンフィルタユニット２２０−２との２つにグループ分けする。
第１群のファンフィルタユニット２２０−１は、クリーンルーム２００に配列されたファンフィルタユニット２２０のうちで、縦方向および横方向において互いに隣接しないように配置されている。つまり、第１群のファンフィルタユニット２２０−１は、千鳥格子状に配列されている。
また、第１群のファンフィルタユニット２２０−１以外から成る第２群のファンフィルタユニット２２０−２も、同様に千鳥格子状に配列されている。
そのうえで、第１群のファンフィルタユニット２２０−１については、予め定めた標準の運転強度(風量)によって固定的に運転する。一方、第２群のファンフィルタユニット２２０−２については、運転強度を変更する。

つまり、本実施形態においては、電力制御にあたり、すべてのファンフィルタユニット２２０の運転強度を変更するのではなく、その一部のファンフィルタユニット２２０−２のみの運転強度を変更する。

すべてのファンフィルタユニット２２０の運転強度を変更するように運転制御を行うと、クリーンルーム２００内の空気が必要以上に攪拌されることなどが原因となって、過剰に空気清浄度を劣化させてしまう場合がある。そこで、本実施形態では、運転強度の変更対象とするファンフィルタユニット２２０を全体における一部のみとすることで、循環する空気の流れを必要以上に攪拌しないようにして空気清浄度が過剰に劣化しないようにする。

そのうえで、本実施形態においては、図３に例示したように、第１群のファンフィルタユニット２２０−１と第２群のファンフィルタユニット２２０−２とについて互いに千鳥格子に配列させたパターンとすることで、その配置分布に偏りが無いようにしている。これにより、第２群のファンフィルタユニット２２０−２の運転強度を変更した際にクリーンルーム２００内を循環する空気の流れについての場所ごとの偏りが少なくなり、例えば空気清浄度の劣化をさらに有効に抑えることができる。

また、本実施形態においては、例えば１日において予測される建屋１００などにおける消費電力に基づいて、１日分のファンフィルタユニット２２０の運転計画を予め作成する。このように作成される１日分の運転計画においては、消費電力が最も高くなると予測されるのに応じて消費電力を節約すべき節電時間帯と、この節電時間帯の直前における一定期間である節電前時間帯とが設定される。
そして、制御装置３００は、上記のように作成された運転計画にしたがってファンフィルタユニット２２０の運転制御を実行する。

図４（ａ）と図４（ｂ）は、それぞれ、運転計画にしたがって制御装置３００が運転制御を行った場合のクリーンルーム２００の空気清浄度と、クリーンルーム２００におけるファンフィルタユニット（ＦＦＵ）２２０の消費電力についての時間経過に応じた変化例を示している。
また、この図においては、節電前時間帯Ｔ１と節電時間帯Ｔ２が示されている。また、この図の空気清浄度の値は、一定体積の空気中における粒子数を示す。つまり、この図に示す空気清浄度は、その値が大きくなるのに応じて空気の清浄性が劣化していくことを示す。

制御装置３００は、運転計画にしたがって、節電前時間帯Ｔ１よりも前の時間帯においては、第１群のファンフィルタユニット２２０−１とともに第２群のファンフィルタユニット２２０−２についても標準の運転強度により運転させる。
そして、節電前時間帯Ｔ１に至ると、制御装置３００は、第２群のファンフィルタユニット２２０−２を標準よりも高い所定の運転強度で運転させる。なお、このように運転強度を変更するには、制御装置３００は、ファンフィルタユニット２２０のファンの回転速度（周波数）を高くするように変更する。これに応じて、風量も増加し、空気がより強力に清浄化されるようになる。

上記ように運転強度を高く設定して運転を行うことで、図４（ｂ）に示すように、第２群のファンフィルタユニット２２０−２それぞれの消費電力は標準の運転強度により運転されていたときよりも高くなる。これに伴い、ファンフィルタユニット２２０全体での消費電力も、節電前時間帯Ｔ１以前の時間帯より増加する。しかし、節電前時間帯Ｔ１は、全体における消費電力が少ないことから、ファンフィルタユニット２２０−２の運転強度を高く設定したとしても、予め定めておいた消費電力の許容限度値を越えることはない。
また、節電前時間帯Ｔ１において運転強度が高く設定されることにより、図４（ａ）に示すように、クリーンルーム２００の空気清浄度の値（空気中の粒子数）は、標準の運転強度により運転していたときよりも少なくなり、空気の清浄性は高くなる。節電前時間帯Ｔ１における高い運転強度による運転は、このように、節電時間帯Ｔ２において運転強度が低下して空気清浄機能が弱まることを考慮して、事前に空気の清浄性を高めておくことを目的として行われる。

次に、節電前時間帯Ｔ１を終了して節電時間帯Ｔ２に至ると、制御装置３００は、第２群のファンフィルタユニット２２０−２を標準よりも低い所定の運転強度で運転させる。これにより、図４（ｂ）に示すように、節電時間帯Ｔ２における第２群のファンフィルタユニット２２０−２それぞれの消費電力は低下する。これに伴い、ファンフィルタユニット２２０全体での消費電力も、節電前時間帯Ｔ１以前の時間帯より減少する。つまり、節電時間帯Ｔ２においてファンフィルタユニット２２０の消費電力についての節減が図られる。

一方、節電時間帯Ｔ２における空気清浄度は、運転強度が低下されたことに応じて、その値が大きくなる。つまり、空気の清浄さが低下していく。ただし、節電前時間帯Ｔ１により標準より高い運転強度によってファンフィルタユニット２２０−２を運転させて事前に空気の清浄さを高めているため、節電時間帯Ｔ２において空気清浄度の値（空気中の粒子数）が増加していくとしても、予め規定した許容限度値ＬＭを越える可能性は著しく低い。

しかし、なんらかの原因によって、節電時間帯Ｔ２における空気清浄度の値が許容限度値ＬＭを越えてしまう可能性は避けられない。
そこで、制御装置３００は、節電時間帯Ｔ２において、清浄度センサ２３０が検出する空気清浄度を監視し、この空気清浄度の値と、許容限度値ＬＭに基づいて予め設定した閾値とを比較する。
そして、検出された空気清浄度の値が閾値以上となった場合、制御装置３００は、空気清浄度の値が閾値未満となるように、第２群のファンフィルタユニット２２０−２の運転強度を現在よりも高く変更して運転させる。なお、この際においては、節電時間帯Ｔ２に至ったときに設定される所定の運転強度よりも高くするように変更すればよく、必ずしも標準よりも高い運転強度を設定する必要はない。

そして、節電時間帯Ｔ２を経過すると、制御装置３００は、第２群のファンフィルタユニット２２０−２の運転強度を標準に設定する。これにより、クリーンルーム２００の空気清浄度は節電前時間帯Ｔ１より前の時間帯と同等に戻る。また、第２のファンフィルタユニット２２０−２それぞれの消費電力も節電前時間帯Ｔ１より前の時間帯と同等になり、結果として、ファンフィルタユニット２２０全体による消費電力も節電前時間帯Ｔ１以前の時間帯と同等になる。

［処理手順例］
図５のフローチャートは、制御装置３００がファンフィルタユニット２２０の運転制御のために実行する処理手順例を示している。

まず、制御装置３００は、第１群のファンフィルタユニット２２０−１と第２群のファンフィルタユニット２２０−２とについて、標準の運転強度により運転させる（ステップＳ１０１）。これにより、例えば、１日における運転制御の開始から節電前時間帯Ｔ１に至るまでの時間帯と、節電時間帯Ｔ２を経過した後の時間帯において、第１群のファンフィルタユニット２２０−１と第２群のファンフィルタユニット２２０−２は標準の運転強度により運転される。

次に、制御装置３００は、節電前時間帯Ｔ１に至ったか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。節電前時間帯Ｔ１に至っていない場合（ステップＳ１０２−ＮＯ）、制御装置３００はステップＳ１０４に進む。一方、節電前時間帯Ｔ１に至ると（ステップＳ１０２−ＹＥＳ）、制御装置３００は、標準より高い所定の運転強度により第２群のファンフィルタユニット２２０−２を運転させる（ステップＳ１０３）。
なお、図３にて説明したように、制御装置３００は、第１群のファンフィルタユニット２２０−１については、節電前時間帯Ｔ１においても標準の運転強度により継続して運転させる。この点については、節電時間帯Ｔ２においても同様である。

また、制御装置３００は、節電時間帯Ｔ２に至ったか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。節電時間帯Ｔ２に至っていない場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、制御装置３００はステップＳ１０１に戻る。そして、節電時間帯Ｔ２に至ると（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、制御装置３００は、標準より低い所定の運転強度により第２群のファンフィルタユニット２２０−２を運転させる（ステップＳ１０５）。

また、上記のように節電時間帯Ｔ２における運転を実行させた状態において、制御装置３００は、この節電時間帯Ｔ２において、清浄度センサ２３０により検出される空気清浄度の値が閾値以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。
前述のように、空気清浄度の値は、一定体積の空気中における粒子数を示す。したがって、空気清浄度度の値が閾値以上である場合とは、空気清浄度の値が許容限度値を越える可能性が高くなった状態である。そこで、空気清浄度の値が閾値以上となった場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、制御装置３００は、空気清浄度の値が閾値以下となるように、現在よりも高い所定の運転強度を設定して第２群のファンフィルタユニット２２０−２を運転させたうえで（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０４に戻る。
また、空気清浄度の値が閾値未満である場合には（ステップＳ１０６−ＮＯ）、制御装置３００はステップＳ１０４に戻る。

［変形例１］
次に第１の実施形態における変形例１について図６を参照して説明する。
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、変形例１における制御装置３００が運転制御を行った場合のクリーンルーム２００の空気清浄度と、クリーンルーム２００におけるファンフィルタユニット２２０の消費電力についての時間に応じた変化例を示している。

図６においては、ピーク時間帯Ｔｐが示されている。ピーク時間帯Ｔｐは、例えば図４の節電時間帯Ｔ２に相当するもので、１日において消費電力がピークとなるのに応じて消費電力の抑制が必要となる時間帯である。
そして、変形例１における制御装置３００は、ピーク時間帯Ｔｐ以外は、第１群のファンフィルタユニット２２０−１とともに第２群のファンフィルタユニット２２０−２も標準の運転強度により運転させる。そして、ピーク時間帯Ｔｐにおいて、制御装置３００は、第２群のファンフィルタユニット２２０−２を標準よりも低い運転強度により運転させる。なお、このような時間帯ごとの運転制御は、先の第１の実施形態と同様に、予め作成された運転計に基づくものである。

また、変形例１の制御装置３００は、先の第１の実施形態と同様に、ピーク時間帯Ｔｐにおいて清浄度センサ２３０が検出した空気清浄度を監視する。そして、この空気清浄度が閾値以上となった場合、制御装置３００は、現在よりも高い運転強度により第２群のファンフィルタユニット２２０−２を運転させることで、空気清浄度が閾値未満となるように制御する。

このように運転制御が行われることで、図６（ｂ）に示すように、ピーク時間帯Ｔｐにおける消費電力が低減される。また、これに伴って、図６（ａ）に示すように、ピーク時間帯Ｔｐにおけるクリーンルーム２００内の空気清浄度の値は高くなってしまうが、上記のように空気清浄度に基づく運転強度の変更が行われることで、空気清浄度が許容限度値ＬＭを越えることはない。

［変形例２］
次に、第１の実施形態における変形例２について説明する。
図７は、変形例２に対応して設定される、クリーンルーム２００のエリアと清浄度センサ２３０の配置例とを示している。なお、この図において、図３と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。

この図においては、一例として、クリーンルーム２００が４つのエリア２０１−１〜２０１−４に分割される。また、これらのエリア２０１−１〜２０１−４ごとに、各１つの清浄度センサ２３０−１〜２３０−４が配置される。清浄度センサ２３０−１は、エリア２０１−１の空気清浄度を検出する。同様に、清浄度センサ２３０−２〜２３０−４は、それぞれ、エリア２０１−１〜２０１−４の空気清浄度を検出する。

変形例２における制御装置３００は、節電時間帯Ｔ２またはピーク時間帯Ｔｐにおいて、エリア２０１−１〜２０１−４のそれぞれにおける第２群のファンフィルタユニット２２０−２を標準より低い所定の運転強度により運転させる。
そのうえで、制御装置３００は、清浄度センサ２３０−１〜２３０−４により検出された空気清浄度をそれぞれ個別に入力する。そして、この入力した空気清浄度に基づく第２群のファンフィルタユニット２２０−２の運転強度の変更を、エリア２０１−１〜２０１−４ごとに個別に行う。

一例として、清浄度センサ２３０−１と２３０−４が検出した空気清浄度が閾値以上で、清浄度センサ２３０−２と２３０−３が検出した空気清浄度が閾値未満の状態になった場合、制御装置３００は、以下のように運転制御を実行する。
つまり、制御装置３００は、エリア２０１−１とエリア２０１−４のそれぞれにおける第２群のファンフィルタユニット２２０−２の運転強度を現在よりも高く設定することで、エリア２０１−１とエリア２０１−４の空気清浄度を閾値未満となるようにする。
一方、制御装置３００は、エリア２０１−２とエリア２０１−３のそれぞれにおける第２群のファンフィルタユニット２２０−２については、節電時間帯Ｔ２またはピーク時間帯Ｔｐの開始時において設定した標準より低い所定の運転強度のままで運転させる。

このように、変形例１においては、クリーンルーム２００を複数のエリアに分割したうえで、エリアごとの空気清浄度に基づいてエリアごとに個別に運転強度を調整する。これにより、空気清浄度の分布のばらつきにも対応して個々のファンフィルタユニット２２０を効率的に制御することができる。

＜第２の実施形態＞
［電力制御システムの構成］
次に、第２の実施形態について説明する。
クリーンルーム２００における塵埃発生源は、主に、生産装置２１０と、クリーンルーム２００内の作業者である。生産装置２１０が稼働している限り、生産装置２１０から発生する塵埃の量は一定であるが、クリーンルーム２００における作業者の人数や各人の位置は変化する。つまり、作業者を発生源とする塵埃に関しては、クリーンルーム２００における作業者の人数や各人の位置に応じて、その発生量や分布などの状態が変化する。

そこで、第２の実施形態においては、この点に着目し、クリーンルーム２００における作業者の状態に応じてファンフィルタユニット２２０の運転強度を変更するように運転制御を行う。これにより、第２の実施形態においては、クリーンルーム２００における作業者の分布に応じて効率的に空気清浄度を維持しながら節電を図ることができる。

図８は、第２の実施形態における電力制御システムの構成例を示している。なお、この図において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
この図に示す電力制御システムは、複数の人センサ（人検出装置）２４０をさらに備える。これらの人センサ２４０は、クリーンルーム２００を複数に分割したエリア２０１ごとに対応してそれぞれが異なる位置に配置される。そして、人センサ２４０は、それぞれ、配置されたエリア２０１における人（作業者）の数と、各人の位置を検出する。

人センサ２４０には、例えば赤外線や超音波による反射を利用したセンサを採用できる。また、撮像装置と、この撮像装置により撮像された画像から人を認識する画像処理装置などを採用できる。
さらに、例えばＩＭＥＳ（Indoor MEssaging System）などの屋内ＧＰＳ（Global Positioning System）に対応する送受信機によりエリア２０１ごと人を検出する構成としてもよい。この屋内ＧＰＳを採用する場合には、エリア２０１ごとに送信機を配置し、作業者のそれぞれに受信機を携帯させる。そして、制御装置３００は、受信機の各々から無線で送信される位置情報を受信する。このように受信した受信機ごとの位置情報に基づいて、制御装置３００は、クリーンルーム２００におけるエリア２０１ごとの人の数と各人の位置の情報を取得できる。

［制御パターンテーブル作成手順］
第２の実施形態の制御装置３００は、エリア２０１ごとの作業者の人数と各人の位置とに基づいて、エリア２０１に配置されるファンフィルタユニット２２０の各々の運転を制御する。
このために、本実施形態の電力制御システムにおいては、制御パターンテーブルを予め作成し、制御装置３００に記憶させる。
制御パターンテーブルは、エリア２０１ごとにおける作業者の人数と各人の位置の組み合わせと、そのエリア２０１におけるファンフィルタユニット２２０ごとの運転強度とを対応付けた情報である。制御装置３００は、制御パターンテーブルを参照して、現在におけるエリア２０１ごとの作業者の人数と各人の位置に対応するファンフィルタユニット２２０ごとの運転強度を決定し、決定した運転強度により各ファンフィルタユニット２２０を運転させる。

図９のフローチャートは、制御装置３００が実行する制御パターンテーブルの作成手順例を示している。
制御装置３００は、クリーンルーム２００内に作業者が存在せずに生産装置２１０が稼働している状態において、清浄度センサ２３０により検出される空気清浄度を監視しながらファンフィルタユニット２２０の運転強度を変更していく。これにより、制御装置３００は、クリーンルーム２００内に作業者が存在せずに生産装置２１０が稼働している状態のもとで、必要な空気清浄度が維持できる運転強度（風量）を決定する（ステップＳ２０１）。
制御装置３００は、クリーンルーム２００内に作業者が立ち入っていないときには、ステップＳ２０１により決定された運転強度によりすべてのファンフィルタユニット２２０を運転させる。

次に、制御装置３００は、クリーンルーム２００内に作業者が立ち入って作業を行っているときには、エリア２０１ごとの人センサ２４０からの検出信号に基づいて、そのときの作業者の人数と各人の位置の情報をエリア２０１ごとに取得する（ステップＳ２０２）。

そのうえで、制御装置３００は、エリア２０１ごとの清浄度センサ２３０により検出される空気清浄度を監視しながら、作業者の存在による空気清浄度の低下が補償されるように、エリア２０１ごとに個別にファンフィルタユニット２２０の運転制御を行う（ステップＳ２０３）。
例えば、制御装置３００は、検出された作業者の位置に近いファンフィルタユニット２２０の運転強度を高くする。また、ほぼ同じ位置に複数の作業者が存在しているような状態では、その近傍のファンフィルタユニット２２０の運転強度をより高くするように制御する。このような運転制御を、制御装置３００はエリア２０１ごとに行う。

そして、制御装置３００は、上記ステップＳ２０２とＳ２０３による運転制御結果を制御パターンテーブルに登録する（ステップＳ２０４）。つまり、制御装置３００は、ステップＳ２０２により取得した人の数と各人の位置の組み合わせに対して、ステップＳ２０３の制御に際して設定したファンフィルタユニット２２０ごとの運転強度を対応させた制御パターン情報を作成する。
なお、制御装置３００は、この制御パターン情報をエリア２０１ごとに対応して作成する。そして、制御装置３００は、作成したエリア２０１ごとの制御パターン情報を制御パターンテーブルに追加するように記憶させる。

制御装置３００は、例えばステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理を一定期間にわたって作業者がクリーンルーム２００内に立ち入るごとに行う。これにより、制御装置３００は、上記の一定期間においてクリーンルーム２００に立ち入った作業者の数と、その位置の組み合わせ応じたファンフィルタユニット２２０の制御パターン情報を制御パターンテーブルとして記憶することができる。

なお、制御パターンテーブルにおける制御パターン情報は、複数のエリア２０１ごとに共通としてもよい。例えば、複数のエリア２０１ごとの生産装置２１０やファンフィルタユニット２２０などの配置パターンが同じであるような場合には、制御パターン情報を複数のエリア２０１に対して共通に利用しても特に問題は生じない。
しかし、例えば、複数のエリア２０１ごとにおける生産装置２１０やファンフィルタユニット２２０などの設備の配置パターンが大きく異なっていたりする場合、共通の制御パターン情報により各エリアの空気清浄度を適切に制御することが難しくなる。
そこで、このような場合には、エリア２０１ごとに制御パターン情報を作成して制御パターンテーブルを構築することにより、エリア２０１ごとに対応した適切な制御を容易に行うことができる。

図１０のフローチャートは、第２の実施形態における制御装置３００が制御パターンテーブルに基づいてファンフィルタユニット２２０の運転を制御するための処理手順例を示している。

まず、制御装置３００は、エリア２０１ごとに１からの昇順で付した番号を示す変数ｎに１を代入する（ステップＳ３０１）。なお、以降において、ｎ番目のエリア２０１については、第ｎエリア２０１−ｎと記載する。

そのうえで、制御装置３００は、第ｎエリア２０１−ｎに配置された人センサ２４０により検出された人の数と各人の位置の情報を取得する（ステップＳ３０２）。次に、制御装置３００は、取得した人の数と各人の位置の組み合わせに対応付けられている第ｎエリア２０１−ｎについての制御パターン情報を制御パターンテーブルから読み出す（ステップＳ３０３）。

そして、制御装置３００は、読み出した制御パターン情報の内容にしたがって第ｎエリア２０１−ｎにおけるファンフィルタユニット２２０ごとに対する運転制御を実行する（ステップＳ３０４）。なお、ステップＳ３０２により取得された人の数が「０」とされて作業者が存在していないことを示す場合、制御装置３００は、ステップＳ３０４においては、例えば第ｎエリア２０１−ｎにおける各ファンフィルタユニット２２０を標準強度により運転させる。つまり、制御パターンテーブルは、人の数「０」に対応付けられたファンフィルタユニット２２０の運転強度として「標準」が示されている。

次に、制御装置３００は、変数ｎが最大値に至ったか否かについて判定する（ステップＳ３０５）。変数ｎが最大値未満である場合（ステップＳ３０５−ＮＯ）、制御装置３００は、変数ｎをインクリメントし（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０２に戻る。これにより、制御装置３００は、次の番号のエリア２０１を対象として、人の数と各人の位置に応じてファンフィルタユニット２２０の各々の運転を制御する。

変数ｎが最大値に至ったことが判定された場合には（ステップＳ３０５−ＹＥＳ）、クリーンルーム２００における各エリア２０１の運転制御が一巡したことになる。そこで、この場合の制御装置３００は、ステップＳ３０１に戻る。これにより、エリア２０１ごとを対象とする運転制御が、１番目のエリア２０１から再開される。本実施形態の制御装置３００は、例えばクリーンルーム２００の稼働時において、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５に示す一連の処理を、例えば一定時間ごとのタイミングで繰り返し実行する。これにより、クリーンルーム２００内に立ち入った作業者の状態に応じて常に適切にファンフィルタユニット２２０ごとの運転強度が制御され、所要の空気清浄度を効率的に維持することができる。

［運転制御結果例］
図１１と図１２は、図１０の処理によるファンフィルタユニット２２０の運転結果例を示している。これら図１１と図１２においては、クリーンルーム２００が第１エリア２０１−１、第２エリア２０１−２、第３エリア２０１−３および第４エリア２０１−４の４つに分割されている。なお、図１１と図１２の説明にあたり、第１〜第４エリア２０１−１〜２０１−４について特に区別しない場合には、エリア２０１と記載する。

これら第１〜第４エリア２０１−１〜２０１−４には、それぞれ、６つのファンフィルタユニット２２０と、１つの清浄度センサ２３０と、１つの人センサ２４０が配置される。

清浄度センサ２３０は、それぞれ、自己が配置されたエリア２０１における空気清浄度を検出する。
人センサ２４０は、それぞれ、自己が配置されたエリア２０１における人の数と各人の位置を検出する。

まず、図１１は、クリーンルーム２００において以下のように作業者が分布している場合に対応している。
つまり、第２エリア２０１−２においては、複数の作業員が一部の場所に偏ることなく比較的均等に存在している。これに対して、残る第１エリア２０１−１、第３エリア２０１−３および第４エリア２０１−４においては作業員が存在していないという状態である。

制御装置３００は、図１０のステップＳ３０２により上記のような第１〜第４エリア２０１−１〜２０１−４ごとの人の存在状況を、第１〜第４エリア２０１−１〜２０１−４の各人センサ２４０から人数および各人の位置の情報として取得する。次に、制御装置３００は、ステップＳ３０３により、取得した人数および各人の位置の情報に基づいて制御パターン情報を読み出す。そして、制御装置３００は、読み出した制御パターン情報の内容にしたがってステップＳ３０４による運転制御を行う。この結果、第１〜第４エリア２０１−１〜２０１−４のファンフィルタユニット２２０は、図１１に示すように運転される。

つまり、第２エリア２０１−２においては、すべてのファンフィルタユニット２２０が標準より高い所定の運転強度により運転される。また、第１エリア２０１−１、第３エリア２０１−３および第４エリア２０１−４においては、それぞれ、すべてのファンフィルタユニット２２０が標準の運転強度により運転される。

また、図１２は、クリーンルーム２００において以下のように作業者が分布している場合に対応している。
つまり、第１エリア２０１−１においては、作業員が紙面の左上側に近い場所で作業している。また、第２エリア２０１−２と第３エリア２０１−３において、作業者は存在していない。また、第４エリア２０１−４には、作業者が紙面の左下に近い側において作業しているような状態である。

制御装置３００は、このような状態に対応して図１０のステップＳ３０２〜Ｓ３０４の処理を実行する。
この結果、図１２に示すように、第１エリア２０１−１においては、紙面の左上側に分布する３つのファンフィルタユニット２２０が標準より高い運転強度により運転される。具体的に、紙面において最も左上のファンフィルタユニット２２０と、その右と下とでそれぞれ隣接する２つのファンフィルタユニット２２０とが標準より高い運転強度により運転される。また、第１エリア２０１−１において、残る４つのファンフィルタユニット２２０については、標準の運転強度により運転される。
また、第２エリア２０１−２と第３エリア２０１−３におけるファンフィルタユニット２２０は、いずれも標準の運転強度により運転される。
また、第４エリア２０１−４においては、最も左下のファンフィルタユニット２２０と、その上において隣接するファンフィルタユニット２２０とが標準より高い運転強度により運転され、残る４つのファンフィルタユニット２２０については標準の運転強度により運転される。

［作業計画スケジュール設定例］
図９の説明から理解されるように、第２の実施形態における制御パターンテーブルは、一定期間においてクリーンルーム２００に立ち入った作業者の人数と例えば作業場所に応じて作業者が存在する位置の履歴を示す情報でもある。

そこで、例えば制御パターンテーブルに制御パターン情報を登録する処理にあたって、そのときの時刻の情報も対応付けるようにする。これにより、制御パターンテーブルの内容から、定期巡回や定期メンテナンスなどの定期的に行うべき作業が行われるスケジュールの日時や、これらの定期的な作業を行う際におけるクリーンルーム２００内の作業者の移動経路などを推定できる。

制御装置３００は、制御パターンテーブルの内容を解析して、例えば定期作業が行われる日時と、定期作業における作業者のクリーンルーム２００内の移動経路を推定する。そして、制御装置３００は、この推定結果に基づいて、定期作業に対応した運転計画を作成し、この作成した運転計画にしたがって各エリア２０１の運転計画を行うようにしてよい。
この場合には、例えば、作業者がクリーンルーム２００に立ち入る前のタイミングで、作業者がクリーンルーム２００内で作業しているときのファンフィルタユニット２２０の運転状態を事前に設定することができる。
例えば、作業者が立ち入ったことが人センサ２４０により検出されてから運転強度を変更する場合、空気清浄度をある程度急速に高める必要から、相当に強度な運転を必要とする可能性がある。これに対して、上記のように事前に運転を切り替えておけば、例えば作業者が立ち入ったときには既に十分に空気が清浄化されているので、運転強度を標準より高くするにあたっての変更量は少なくてすむため、消費電力を抑えることができる。

また、例えば、２つの定期的な作業Ａと作業Ｂとが同じ日時において行われている場合、制御装置３００は、このことについても制御パターンテーブルを解析することによって推定できる。
図１３（ａ）は、作業Ａと作業Ｂにより発生する空気清浄度を示している。図１３（ａ）は、作業Ａと作業Ｂとが同じ時間帯において行われる場合に対応している。このように作業Ａと作業Ｂが同じ時間帯において行われる場合、作業Ａと作業Ｂにより発生する塵埃が同じ時間帯に発生するため、図１３（ａ）に示すように、この時間帯における空気清浄度が大幅に劣化する。
このように劣化する空気清浄度を補償しようとした場合、制御装置３００は、ファンフィルタユニット２２０についてもより高い運転強度により運転させたり、高い運転強度により運転させるファンフィルタユニット２２０を増加させたりするように運転制御を行う。
これにより、ファンフィルタユニット２２０全体としての消費電力も、図１３（ｂ）に示すように、この作業Ａ、Ｂが行われる時間帯において大幅に増加する。この場合、例えば消費電力が、予め定めた許容値ｄｍａｘに近づくために好ましくない。

そこで、このように複数の作業が同じ時間帯において重複して行われることを推定した場合、制御装置３００は、管理者に対して複数の作業が同じ時間帯に行われていることを警告するメッセージを通知する。なお、この通知は、例えば制御装置３００または中央監視装置４００のモニタなどに画像として表示させればよい。

このような通知に応じて、例えば作業者等が作業Ａ、Ｂが異なる時間帯において行われるように業務計画を変更した場合、空気清浄度は、図１３（ａ）から図１３（ｃ）に示すように変化する。つまり、作業Ａに応じて発生する塵埃により空気清浄度が劣化する時間帯と、作業Ｂに応じて発生する塵埃により空気清浄度が劣化する時間帯とが分散され、各時間帯における空気清浄度の劣化の度合いは、例えば図１３（ａ）の場合と比較すれば大幅に小さくなる。

これに応じて、制御装置３００は、作業Ａが行われる時間帯においては、作業Ａのみに対応した空気清浄度の劣化を補償するようにファンフィルタユニット２２０を運転させればよい。同じく、制御装置３００は、作業Ｂが行われる時間帯においては、作業Ｂのみに対応した空気清浄度の劣化を補償するようにファンフィルタユニット２２０を運転させればよい。
これにより、ファンフィルタユニット２２０全体における消費電力は、図１３（ｂ）から図１３（ｄ）に示すように変化する。つまり、作業Ａに対応する消費電力と作業Ｂに対応する消費電力は、それぞれ異なる時間帯に分散される。これにより、消費電力が許容値ｄｍａｘに近づく時間帯はなくなり、電力制御が容易になる。

なお、図１および図８における制御装置３００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりファンフィルタユニット２２０に対する運転制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１００ 建屋
１０１ プレナム
１１０ ドライコイル
２００ クリーンルーム
２０１ エリア
２１０ 生産装置
２２０ ファンフィルタユニット
２３０ 清浄度センサ
２４０ 人センサ
３００ 制御装置
４００ 中央監視装置

Claims (6)

1. クリーンルームに備えられる複数のファンフィルタユニットと、
   前記クリーンルームにおける空気清浄度を検出する清浄度センサと、
   検出された前記空気清浄度に基づいて前記複数のファンフィルタユニットにおける少なくとも一部の運転強度変更対象のファンフィルタユニットの運転強度を変更するように制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   消費電力が最も高くなると予測されることに応じて消費電力を抑制すべきと設定される節電時間帯において消費電力が許容限度値を超えないようにするため、前記運転強度変更対象のファンフィルタユニットの運転強度を低くするとともに、前記節電時間帯の直前の一定期間である節電前時間帯において、前記節電時間帯における前記空気清浄度の値が許容限度値を超えないように事前に前記空気清浄度の値を低下させるため、前記運転強度変更対象のファンフィルタユニットの運転強度を高くするように制御したうえで、前記節電時間帯において前記空気清浄度の値が閾値を超えないように前記運転強度変更対象のファンフィルタユニットの運転強度を変更する
   ことを特徴とする電力制御システム。
2. 前記清浄度センサは、前記クリーンルームを分割した複数のエリアごとに備えられ、
   前記制御装置は、
   前記エリアごとに個別に前記ファンフィルタユニットの運転強度の調整を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力制御システム。
3. 前記制御装置は、
   前記複数のファンフィルタユニットを第１群と第２群とでグループ分けし、前記第１群のファンフィルタユニットについては標準の運転強度により固定的に運転させ、前記第２群のファンフィルタユニットについては前記運転強度変更対象のファンフィルタユニットとして運転させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御システム。
4. 前記制御装置は、
   前記クリーンルームの平面方向において配列される前記複数のファンフィルタユニットのうち、縦方向および横方向において互いに隣接しない複数のファンフィルタユニットを前記第１群のファンフィルタユニットとして運転し、前記第１群以外の複数のファンフィルタユニットを前記第２群のファンフィルタユニットとして運転する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電力制御システム。
5. 前記クリーンルームに存在する人をその位置とともに検出する人検出装置を備え、
   前記制御装置は、
   検出された人の数と各人の位置と、検出された前記空気清浄度とに基づいて決定したファンフィルタユニットと運転強度の組み合わせにしたがって、前記複数のファンフィルタユニットのそれぞれを運転する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
6. 前記人検出装置は、前記クリーンルームを分割した複数のエリアごとに備えられ、
   前記制御装置は、
   前記エリアごとに検出された人の数と各人の位置と、前記エリアごとに検出された前記空気清浄度とに基づいて決定したファンフィルタユニットと運転強度の組み合わせにしたがって、前記エリアごとに個別に前記ファンフィルタユニットの運転強度を変更する
   ことを特徴とする請求項５に記載の電力制御システム。

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