恒溫恒濕空調(diào)技術(shù)相對而言已經(jīng)比較成熟，但是超高精度的恒溫恒濕空調(diào)技術(shù)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(chǔ)設(shè)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(diào)系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)FS-209EM5.5級（即習(xí)慣采用的英制10000級，即7級）。核心區(qū)內(nèi)熱源瞬間峰值功率為5KW，熱源平均功率為3KW。

核心區(qū)設(shè)計方案的確定

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

1核心區(qū)送風(fēng)量的確定

核心區(qū)送風(fēng)量應(yīng)根據(jù)潔凈度等級及室內(nèi)熱濕負(fù)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(fēng)量

潔凈等級為7級的潔凈室其換氣次數(shù)應(yīng)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(fēng)量應(yīng)為5400m3/h。

2）室內(nèi)熱濕負(fù)荷、溫度精度計算確定的送風(fēng)量

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

2 氣流組織形式的確定

空調(diào)房間常用氣流組織的送風(fēng)方式按其特點(diǎn)可歸納為側(cè)送、孔板送風(fēng)、散流器送風(fēng)、條縫送風(fēng)、噴口送風(fēng)等。孔板送風(fēng)射流的擴(kuò)散和混合比較好，射流的混合過程很短，溫差和風(fēng)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(fēng)速要求嚴(yán)格、單位面積風(fēng)量比較大、室溫允許波動范圍較小的空調(diào)房間，宜采用孔板送風(fēng)的方式。氣流組織形式為上送下回的方式，送風(fēng)經(jīng)高效過濾器送至吊頂上部的靜壓箱內(nèi)，再經(jīng)孔板送入室內(nèi)，下部采用地板格柵回風(fēng)，回風(fēng)經(jīng)格柵地板由回風(fēng)夾壁回至夾層，由回風(fēng)管道接至機(jī)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(kuò)散，穩(wěn)壓層的高度不應(yīng)小于0.2m，因此選取高度為0.2m。

在設(shè)計匯總還應(yīng)注意，當(dāng)送冷熱風(fēng)時，需在穩(wěn)壓層側(cè)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(fēng)口一般均設(shè)置在房間下部。核心區(qū)基準(zhǔn)間的剖面圖見圖1。

3 核心區(qū)基準(zhǔn)間溫濕度主要干擾因素的控制

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響

由于核心區(qū)基準(zhǔn)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(zhǔn)間的四周設(shè)計了20℃±0.5℃的調(diào)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(nèi)設(shè)計了送回風(fēng)系統(tǒng)，使吊頂內(nèi)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(jìn)出、設(shè)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(yùn)行管理方面提出了一些要求。由于核心區(qū)內(nèi)設(shè)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(diào)設(shè)備，待設(shè)備運(yùn)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(wù)，在試驗進(jìn)行前，參與試驗的人員應(yīng)進(jìn)入試驗區(qū)，嚴(yán)禁試驗中間有人員進(jìn)出。照明設(shè)備在試驗前要確保穩(wěn)定工作，待照明設(shè)施工作一段時間穩(wěn)定后，方可開始試驗。

3.3 新風(fēng)對系統(tǒng)溫濕度的影響

根據(jù)房間正壓度及人員、新風(fēng)量的要求，核心區(qū)新風(fēng)量為380m3/h，新風(fēng)量雖然不大，但新風(fēng)對室內(nèi)的擾量卻不容忽視。在本項目中，我們把新風(fēng)進(jìn)行了預(yù)處理，即單獨(dú)設(shè)計了一套新風(fēng)機(jī)組供給核心區(qū)和調(diào)控區(qū)的空調(diào)機(jī)組使用，去除新風(fēng)中帶進(jìn)室內(nèi)多余的濕量，以減少其對核心區(qū)溫度的影響。

由于新風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行和確保新風(fēng)量，室內(nèi)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(diào)溫濕度的控制

4.1夏季的溫濕度控制

核心區(qū)基準(zhǔn)間的空調(diào)系統(tǒng)為KJ1-1，周邊二次調(diào)控區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)為KJ1-2，兩套空調(diào)系統(tǒng)共用一臺新風(fēng)機(jī)組。空調(diào)系統(tǒng)原理圖見圖2。

當(dāng)核心區(qū)基準(zhǔn)間室內(nèi)溫度升高時，開大空調(diào)機(jī)組KJ1-1表冷器電動兩通閥ML2。當(dāng)溫度波動時，調(diào)節(jié)機(jī)組內(nèi)電加熱器DR1，使室內(nèi)溫度控制在t=20℃。當(dāng)新風(fēng)出風(fēng)溫度升高時，開大新風(fēng)機(jī)組內(nèi)表冷器電動兩通閥ML1，使新風(fēng)機(jī)組出風(fēng)口新風(fēng)的含濕量控制與室內(nèi)相同，出風(fēng)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(shè)備發(fā)熱，所以在冬季核心區(qū)及調(diào)控區(qū)內(nèi)均需制冷來保證溫度。調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組KJ1-1內(nèi)表冷器電動兩通閥ML2的開度，使回風(fēng)的溫度控制在20℃。調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組KJ1-1加濕電動兩通閥MS的開度，以控制回風(fēng)的濕度。調(diào)節(jié)新風(fēng)機(jī)組X1-1內(nèi)電加熱器，使新風(fēng)的溫度控制在10℃，調(diào)節(jié)核心區(qū)電加熱器和調(diào)控區(qū)的微調(diào)電加熱器，以控制送風(fēng)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(jī)組的出風(fēng)溫度的恒定，控制風(fēng)冷冷水機(jī)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(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度為11℃，這就要求進(jìn)入盤管的冷媒溫度要保證在4℃到6℃之間，因此在設(shè)備選擇時，我們向主機(jī)廠家提出出水參數(shù)的要求，要求風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組的出水溫度要達(dá)到（5±0.5）℃。為確保出水溫度的精度，在冷水機(jī)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(jìn)一步使出水恩度保持穩(wěn)定。通過采用以上技術(shù)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(jìn)行。