近年來，境外微電子工業大規模地向中國大陸轉移，我國電子工業發展迅速， 2010 年實現銷售收入6. 3 萬億元，工業增加值 1. 5 萬億元，占 GDP 比重的5%，我國已成為全球最大的電子信息產品制造基地［2］。微電子工業的重要特點之一就是生產車間對溫度、濕度、潔凈度要求高，特別是芯片、超大規模集成電路生產車間更是如此。巨大的需求空間，使得對電子潔凈廠房空調系統進行深入研究顯得尤為重要。

1 電子潔凈廠房空調的特點

( 1) 控制參數多且控制精度高相對于一般空調系統，電子潔凈廠房空調不僅對溫度、濕度有要求，還對潔凈度和壓力有相應要求，并且控制精度高［3］，相應地對自控系統的要求也較高。表1 中的數據可以說明這一點( 同一工藝在不同的生產間或廠房數據有一定差別) 。

( 2) 新風量大電子潔凈廠房的新風量通常按后面兩項的最大值來確定:( 1) 滿足人的衛生要求40m3 /h; ( 2) 補償室內排風量和保持室內正壓值所需新風量之和。電子潔凈廠房絕大多數( 如 SMT、 PTH、印刷車間等) 都有廢氣或污染、熱空氣排出，排風量大，同時《電子工業潔凈廠房設計規范》對潔凈室的正壓作了明確要求，為了滿足規范要求，需要的新風量較大。實際工程經驗表明: 第二項所需新風量通常大于第一項。

( 3) 空調負荷大電子潔凈廠房空調負荷包括圍護結構負荷、人體負荷、照明負荷、設備負荷、新風負荷。電子潔凈廠車間面積大、層高高、工藝設備發熱量大，新風量大，而且室內溫度夏季較低，這些最終使得總負荷大。實際工程經驗表明: 電子潔凈廠房夏季負荷指標都在300W/m 以上，有的甚至達到800W/m。

( 4)空調機房占地面積大、數量多電子潔凈廠房的負荷大、風量大、空氣處理過程復雜( 熱濕處理、過濾處理等) 、空調組段多、空調設備尺寸大，這些最終使得空調機房占地面積大，而且空調機房管路復雜布置不易。

2 雙冷源溫濕度獨立控制系統的提出及其優勢

2. 1雙冷源溫濕度獨立控制系統的提出基于對常規溫濕度獨立控制系統的分析總結，本文以既保證電子潔凈廠房的空氣控制要求又能高效節能為出發點，提出了雙冷源溫濕度獨立控制系統，該系統的基本思路是利用高溫冷凍水( 12、 13℃) 分別對回風進行處理和對新風進行預處理，新風經過預處理后再用直膨蒸發盤管進行深度除濕處理，回風處理控制溫度，新風處理控制濕度。雙冷源溫濕度獨立控制系統與第2 大部分所討論的雙溫冷源冷凍除濕 降溫系統是不同的，主要區別之一就是前者使用高溫冷凍水 直膨蒸發冷卻而后者使用的高溫冷凍水  低溫冷凍水。為了節省空間、便于上自控系統、便于管理，本文將雙冷源溫濕度獨立控制系統與組合式空調機組進行了有機組合，其詳細構造如圖1。由圖1 可以看出該空調機組與常規組合式空調機組有很大的區別: 常規組合式空調機組各組段水平地排列，新回風不易實現分別處理后再行混合，而該空調機組的前段在豎向分為上下兩部分，上部分處理回風，下部分處理新風，在組段 7 進行混合。上、下部的尺寸比例可根據新風比進行調整。

2. 2 雙冷源溫濕度獨立控制系統的優勢相對于第2 大部分所討論的單溫冷源冷凍除濕降溫( 在電子潔凈廠房應用較多) ，雙冷源溫濕度獨立控制系統具有以下優勢: ( 1) 用高溫冷凍水對新風進行預處理，從數量上盡可能地減少低溫冷源的依賴，提高整個系統的能效。 ( 2) 水冷冷水機組蒸發溫度提高1℃，機組 COP 約提高3%［9］。回風處理和新風預處理均使用高溫冷凍水( 12、 13℃) ，相對于 7℃冷凍水，水冷冷水機組的 COP 可提高15% ～18%。 ( 3) 系統簡單，室外機布置靈活，管路布置容易，占用室內空間小，易于與組合式空調器配套使用，方便上自動控制系統，方便管理。 ( 4) 對大新風量的系統有很強的適應性。

3 潔凈室設計計算實例

3. 1工程簡介該工程為重慶某一電子廠房，共3 層，各層建筑面積均為9897m2，一層層高為 6. 7m，二層、三層層高均為5. 5m。各層主要車間均為SMT、 PTH 生產車間。

3. 2 室內外計算參數 ( 1) 室外計算參數

( 2)室內計算參數 SMT 及 PTH 生產車間的室內設計參數 ta = 23 ±2℃; 濕度:40% ～60%;潔凈度: ISO9 級。

3. 3空氣處理過程空氣處理流程如圖 2 所示。下面將以第二層SMT 車間為例，說明雙冷源溫濕度的設計計算過程，該車間面積為 7903m2，新風量為 120000m3 /h ( 補充排風維持正壓) ，采用鴻業負荷計算軟件6. 0 計算出總冷負荷為 2908. 33kW，總濕負荷為 505g/ s;室內總冷負荷為 1172. 4kW( 不含新風負荷) ，室內顯熱冷負荷為 1012kW( 不含新風負荷) ，室內濕負荷為 49. 05g/s( 不含新風濕負荷，員工未帶口罩) 。該車間的空氣處理過程在焓濕圖上的表示如圖3 所示。

( 1)送回風量房間狀態點 N ( 23℃， 50%) 的露點溫度為 12℃，為了使送風量盡可能地小同時保證送風口不結露，確定送風溫度為14. 5℃，送風溫差為 8. 5℃。由室內冷負荷和濕冷負荷計算出熱濕比ε為 20632;根據室內狀態點、熱濕比、送風溫差在焓濕圖上可確定出送風狀態點O 的狀態參數: tW =14. 5℃，φW =81. 36%， iw =36. 90kJ/kg。

將數據代入公式計算得該過程所需制冷量: Q =40 ×( 89. 91 －58. 46) =1258kW

二級表冷: L1 ? L2

L2 的狀態為: tL2 =17℃，φL2 = 89. 78%， iL2 = 46.17kJ/kg

將數據代入公式( 2) 計算得該過程所需制冷量 Q =40 ×( 58. 46 －46. 17) =491. 6kW

直膨蒸發盤管深冷除濕: L2 ? L3

L3 的狀態為: tL3 = 10℃，φL3 = 95. 35%， iL3 = 29.39kJ/kg

將數據代入公式( 2) 計算得該過程所需制冷量: Q =40 ×( 46. 17 －29. 39) =671. 2kW

新風處理所需總制冷量: 1258 491. 6 671. 2 =2420. 8kW

直膨蒸發盤管制冷量百分比: 671. 2/2420. 8 = 27. 72%

由上面的計算數據可知，使用低品位冷源( 高溫冷凍水) 對新風進行預冷處理，可以極大地減少對高品位冷源的依賴，從而提高系統整體能效。

( 3) 回風處理表冷處理: N ? M 根據狀態點 L1 和新風比在焓濕圖上可以確定出 M 點的參數: tM = 17℃，φM = 72.20%， iM = 40. 41kJ/kg

將 N 點的焓值、 M 點的焓值、回風量代入公式 ( 2) 計算得該過程所需總制冷量為:

Q =77. 88 ×( 46. 67 －40. 41)=487. 53kW

( 4) 低品位冷源百分率新回風處理所需總制冷量 : 1258 491. 6 671. 2 487. 53 =2908. 33 kW

低品位冷源所需提供的總制冷量:1258 491. 6 487. 53 =2237. 13 kW

低品位冷源百分率: 2237. 13/2908. 33= 76. 92%。