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恒溫恒濕空調技術相對而言已經(jīng)比較成熟，但是超高精度的恒溫恒濕空調技術則是一個缺少實踐和經(jīng)驗的課題。某超高精度潔凈試驗室基礎設施改造項目中，試驗室的環(huán)境溫度（20±0.1）℃參數(shù)保證是決定科研成果的重要因素，也是空調系統(tǒng)設計的技術難題。

工程概況

某超高精度的試驗環(huán)境項目，實驗區(qū)建筑面積155㎡，其核心區(qū)面積為54㎡。廠房為單層建筑，下弦高度7.5ｍ，核心區(qū)內溫度要求為（20℃±0.1℃）， 濕度要求45％～65％，潔凈級別為美國聯(lián)邦標準FS-209EM5.5級（即習慣采用的英制10000級，即7級）。核心區(qū)內熱源瞬間峰值功率為5KW，熱源平均功率為3KW。

核心區(qū)設計方案的確定

根據(jù)工藝提出的技術要求，設計了兩套恒溫恒濕空調系統(tǒng)。冷（熱）源采用風冷冷熱水機組， 空調末端采用組合式空氣處理機組，冬季送熱風，夏季送冷風來滿足核心區(qū)的溫濕度要求。

1核心區(qū)送風量的確定

核心區(qū)送風量應根據(jù)潔凈度等級及室內熱濕負荷、溫度精度等兩方面因素來確定。

1）保證空氣潔凈度等級的送風量

潔凈等級為7級的潔凈室其換氣次數(shù)應為15次/h～25次/h。本項目核心區(qū)面積為54㎡，高度為4m，根據(jù)25次/h換氣次數(shù)確定的送風量應為5400m3/h。

2）室內熱濕負荷、溫度精度計算確定的送風量

根據(jù)《暖通規(guī)范》，當溫度波動范圍為±0.1℃～0.2℃，推薦的送風溫差為2℃～3℃，±0.1℃建議取1℃。核心區(qū)房間內總顯冷負荷為3270W，經(jīng)過計算確定送風量為9800m3/h。

2 氣流組織形式的確定

空調房間常用氣流組織的送風方式按其特點可歸納為側送、孔板送風、散流器送風、條縫送風、噴口送風等。孔板送風射流的擴散和混合比較好，射流的混合過程很短，溫差和風速衰減快，因而工作區(qū)的溫度和速度分布相對比較均勻。因此，對于區(qū)域溫差和工作區(qū)風速要求嚴格、單位面積風量比較大、室溫允許波動范圍較小的空調房間，宜采用孔板送風的方式。氣流組織形式為上送下回的方式，送風經(jīng)高效過濾器送至吊頂上部的靜壓箱內，再經(jīng)孔板送入室內，下部采用地板格柵回風，回風經(jīng)格柵地板由回風夾壁回至夾層，由回風管道接至機組。經(jīng)過計算，孔板需要的開孔面積為1.39㎡，孔板的孔徑為5㎜。為了安裝及氣流入口處的擴散，穩(wěn)壓層的高度不應小于0.2m，因此選取高度為0.2m。

在設計匯總還應注意，當送冷熱風時，需在穩(wěn)壓層側面及頂部加保溫措施。此外，穩(wěn)壓層還要求有良好的氣密性，為了更好的氣流組織，孔板下送方式回風口一般均設置在房間下部。核心區(qū)基準間的剖面圖見圖1。

3 核心區(qū)基準間溫濕度主要干擾因素的控制

3.1 圍護結構的影響

由于核心區(qū)基準間的溫度精度要求較高，需要該區(qū)域的周圍環(huán)境保證溫濕度恒定。所以在核心區(qū)基準間的四周設計了20℃±0.5℃的調控區(qū)，由于該區(qū)域的地面是架空地板，地面對其無擾量，同時在吊頂內設計了送回風系統(tǒng)，使吊頂內的溫度控制在25℃以下，最大限度地保證核心區(qū)的溫度不受周圍環(huán)境的干擾。

3.2 人員進出、設備、照明的影響

這3個因素對核心區(qū)溫濕度有一定的擾量，我們對甲方在運行管理方面提出了一些要求。由于核心區(qū)內設備熱源瞬間峰值功率為5KW，熱源平均功率為3KW，我們要求在制造精密配件前，啟動空調設備，待設備運行到穩(wěn)定狀態(tài)時，極熱源功率穩(wěn)定在3KW再開始生產(chǎn)任務，在試驗進行前，參與試驗的人員應進入試驗區(qū)，嚴禁試驗中間有人員進出。照明設備在試驗前要確保穩(wěn)定工作，待照明設施工作一段時間穩(wěn)定后，方可開始試驗。

3.3 新風對系統(tǒng)溫濕度的影響

根據(jù)房間正壓度及人員、新風量的要求，核心區(qū)新風量為380m3/h，新風量雖然不大，但新風對室內的擾量卻不容忽視。在本項目中，我們把新風進行了預處理，即單獨設計了一套新風機組供給核心區(qū)和調控區(qū)的空調機組使用，去除新風中帶進室內多余的濕量，以減少其對核心區(qū)溫度的影響。

由于新風機組的運行和確保新風量，室內的正壓度也有效地建立起來，不僅保證了溫濕度，也為潔凈度的保證提供了有利條件。

4 核心區(qū)空調溫濕度的控制

4.1夏季的溫濕度控制

核心區(qū)基準間的空調系統(tǒng)為KJ1-1，周邊二次調控區(qū)的空調系統(tǒng)為KJ1-2，兩套空調系統(tǒng)共用一臺新風機組?？照{系統(tǒng)原理圖見圖2。

當核心區(qū)基準間室內溫度升高時，開大空調機組KJ1-1表冷器電動兩通閥ML2。當溫度波動時，調節(jié)機組內電加熱器DR1，使室內溫度控制在t=20℃。當新風出風溫度升高時，開大新風機組內表冷器電動兩通閥ML1，使新風機組出風口新風的含濕量控制與室內相同，出風溫度控制在11℃。

4.2 冬季的溫濕度控制

由于核心區(qū)地處建筑的中心，且有設備發(fā)熱，所以在冬季核心區(qū)及調控區(qū)內均需制冷來保證溫度。調節(jié)空調機組KJ1-1內表冷器電動兩通閥ML2的開度，使回風的溫度控制在20℃。調節(jié)空調機組KJ1-1加濕電動兩通閥MS的開度，以控制回風的濕度。調節(jié)新風機組X1-1內電加熱器，使新風的溫度控制在10℃，調節(jié)核心區(qū)電加熱器和調控區(qū)的微調電加熱器，以控制送風的溫度精度。

5 冷凍水出水溫度的控制

要想保證組合式空氣處理機組的出風溫度的恒定，控制風冷冷水機組的出水溫度也是一個重要環(huán)節(jié)。從焓濕圖中可以得到，核心區(qū)室內空氣的露點溫度為11℃，這就要求進入盤管的冷媒溫度要保證在4℃到6℃之間，因此在設備選擇時，我們向主機廠家提出出水參數(shù)的要求，要求風冷熱泵冷熱水機組的出水溫度要達到（5±0.5）℃。為確保出水溫度的精度，在冷水機組的供水總管上加裝了常壓密閉水箱，增加系統(tǒng)的水容量并進一步使出水恩度保持穩(wěn)定。通過采用以上技術措施，可以控制住核心區(qū)的溫濕度精度，保證試驗的順利進行。