恒温恒湿空调技术相对而言已经比较成熟，但是超高精度的恒温恒湿空调技术则是一个缺少实践和经验的课题。某超高精度洁净试验室基础设施改造项目中，试验室的环境温度（20±0.1）℃参数保证是决定科研成果的重要因素，也是空调系统设计的技术难题。

工程概况

某超高精度的试验环境项目，实验区建筑面积155㎡，其核心区面积为54㎡。厂房为单层建筑，下弦高度7.5ｍ，核心区内温度要求为（20℃±0.1℃）， 湿度要求45％～65％，洁净级别为美国联邦标准FS-209EM5.5级（即习惯采用的英制10000级，即7级）。核心区内热源瞬间峰值功率为5KW，热源平均功率为3KW。

核心区设计方案的确定

根据工艺提出的技术要求，设计了两套恒温恒湿空调系统。冷（热）源采用风冷冷热水机组， 空调末端采用组合式空气处理机组，冬季送热风，夏季送冷风来满足核心区的温湿度要求。

1核心区送风量的确定

核心区送风量应根据洁净度等级及室内热湿负荷、温度精度等两方面因素来确定。

1）保证空气洁净度等级的送风量

洁净等级为7级的洁净室其换气次数应为15次/h～25次/h。本项目核心区面积为54㎡，高度为4m，根据25次/h换气次数确定的送风量应为5400m³/h。

2）室内热湿负荷、温度精度计算确定的送风量

根据《暖通规范》，当温度波动范围为±0.1℃～0.2℃，推荐的送风温差为2℃～3℃，±0.1℃建议取1℃。核心区房间内总显冷负荷为3270W，经过计算确定送风量为9800m³/h。

2 气流组织形式的确定

空调房间常用气流组织的送风方式按其特点可归纳为侧送、孔板送风、散流器送风、条缝送风、喷口送风等。孔板送风射流的扩散和混合比较好，射流的混合过程很短，温差和风速衰减快，因而工作区的温度和速度分布相对比较均匀。因此，对于区域温差和工作区风速要求严格、单位面积风量比较大、室温允许波动范围较小的空调房间，宜采用孔板送风的方式。气流组织形式为上送下回的方式，送风经高效过滤器送至吊顶上部的静压箱内，再经孔板送入室内，下部采用地板格栅回风，回风经格栅地板由回风夹壁回至夹层，由回风管道接至机组。经过计算，孔板需要的开孔面积为1.39㎡，孔板的孔径为5㎜。为了安装及气流入口处的扩散，稳压层的高度不应小于0.2m，因此选取高度为0.2m。

在设计汇总还应注意，当送冷热风时，需在稳压层侧面及顶部加保温措施。此外，稳压层还要求有良好的气密性，为了更好的气流组织，孔板下送方式回风口一般均设置在房间下部。核心区基准间的剖面图见图1。

3 核心区基准间温湿度主要干扰因素的控制

3.1 围护结构的影响

由于核心区基准间的温度精度要求较高，需要该区域的周围环境保证温湿度恒定。所以在核心区基准间的四周设计了20℃±0.5℃的调控区，由于该区域的地面是架空地板，地面对其无扰量，同时在吊顶内设计了送回风系统，使吊顶内的温度控制在25℃以下，最大限度地保证核心区的温度不受周围环境的干扰。

3.2 人员进出、设备、照明的影响

这3个因素对核心区温湿度有一定的扰量，我们对甲方在运行管理方面提出了一些要求。由于核心区内设备热源瞬间峰值功率为5KW，热源平均功率为3KW，我们要求在制造精密配件前，启动空调设备，待设备运行到稳定状态时，极热源功率稳定在3KW再开始生产任务，在试验进行前，参与试验的人员应进入试验区，严禁试验中间有人员进出。照明设备在试验前要确保稳定工作，待照明设施工作一段时间稳定后，方可开始试验。

3.3 新风对系统温湿度的影响

根据房间正压度及人员、新风量的要求，核心区新风量为380m³/h，新风量虽然不大，但新风对室内的扰量却不容忽视。在本项目中，我们把新风进行了预处理，即单独设计了一套新风机组供给核心区和调控区的空调机组使用，去除新风中带进室内多余的湿量，以减少其对核心区温度的影响。

由于新风机组的运行和确保新风量，室内的正压度也有效地建立起来，不仅保证了温湿度，也为洁净度的保证提供了有利条件。

4 核心区空调温湿度的控制

4.1夏季的温湿度控制

核心区基准间的空调系统为KJ1-1，周边二次调控区的空调系统为KJ1-2，两套空调系统共用一台新风机组。空调系统原理图见图2。

当核心区基准间室内温度升高时，开大空调机组KJ1-1表冷器电动两通阀ML2。当温度波动时，调节机组内电加热器DR1，使室内温度控制在t=20℃。当新风出风温度升高时，开大新风机组内表冷器电动两通阀ML1，使新风机组出风口新风的含湿量控制与室内相同，出风温度控制在11℃。

4.2 冬季的温湿度控制

由于核心区地处建筑的中心，且有设备发热，所以在冬季核心区及调控区内均需制冷来保证温度。调节空调机组KJ1-1内表冷器电动两通阀ML2的开度，使回风的温度控制在20℃。调节空调机组KJ1-1加湿电动两通阀MS的开度，以控制回风的湿度。调节新风机组X1-1内电加热器，使新风的温度控制在10℃，调节核心区电加热器和调控区的微调电加热器，以控制送风的温度精度。

5 冷冻水出水温度的控制

要想保证组合式空气处理机组的出风温度的恒定，控制风冷冷水机组的出水温度也是一个重要环节。从焓湿图中可以得到，核心区室内空气的露点温度为11℃，这就要求进入盘管的冷媒温度要保证在4℃到6℃之间，因此在设备选择时，我们向主机厂家提出出水参数的要求，要求风冷热泵冷热水机组的出水温度要达到（5±0.5）℃。为确保出水温度的精度，在冷水机组的供水总管上加装了常压密闭水箱，增加系统的水容量并进一步使出水恩度保持稳定。通过采用以上技术措施，可以控制住核心区的温湿度精度，保证试验的顺利进行。