近年来，境外微电子工业大规模地向中国大陆转移，我国电子工业发展迅速， 2010 年实现销售收入6. 3 万亿元，工业增加值 1. 5 万亿元，占 GDP 比重的5%，我国已成为全球最大的电子信息产品制造基地［2］。微电子工业的重要特点之一就是生产车间对温度、湿度、洁净度要求高，特别是芯片、超大规模集成电路生产车间更是如此。巨大的需求空间，使得对电子洁净厂房空调系统进行深入研究显得尤为重要。

1 电子洁净厂房空调的特点

( 1) 控制参数多且控制精度高相对于一般空调系统，电子洁净厂房空调不仅对温度、湿度有要求，还对洁净度和压力有相应要求，并且控制精度高［3］，相应地对自控系统的要求也较高。表1 中的数据可以说明这一点( 同一工艺在不同的生产间或厂房数据有一定差别) 。

( 2) 新风量大电子洁净厂房的新风量通常按后面两项的最大值来确定:( 1) 满足人的卫生要求40m3 /h; ( 2) 补偿室内排风量和保持室内正压值所需新风量之和。电子洁净厂房绝大多数( 如 SMT、 PTH、印刷车间等) 都有废气或污染、热空气排出，排风量大，同时《电子工业洁净厂房设计规范》对洁净室的正压作了明确要求，为了满足规范要求，需要的新风量较大。实际工程经验表明: 第二项所需新风量通常大于第一项。

( 3) 空调负荷大电子洁净厂房空调负荷包括围护结构负荷、人体负荷、照明负荷、设备负荷、新风负荷。电子洁净厂车间面积大、层高高、工艺设备发热量大，新风量大，而且室内温度夏季较低，这些最终使得总负荷大。实际工程经验表明: 电子洁净厂房夏季负荷指标都在300W/m 以上，有的甚至达到800W/m。

( 4)空调机房占地面积大、数量多电子洁净厂房的负荷大、风量大、空气处理过程复杂( 热湿处理、过滤处理等) 、空调组段多、空调设备尺寸大，这些最终使得空调机房占地面积大，而且空调机房管路复杂布置不易。

2 双冷源温湿度独立控制系统的提出及其优势

2. 1双冷源温湿度独立控制系统的提出基于对常规温湿度独立控制系统的分析总结，本文以既保证电子洁净厂房的空气控制要求又能高效节能为出发点，提出了双冷源温湿度独立控制系统，该系统的基本思路是利用高温冷冻水( 12、 13℃) 分别对回风进行处理和对新风进行预处理，新风经过预处理后再用直膨蒸发盘管进行深度除湿处理，回风处理控制温度，新风处理控制湿度。双冷源温湿度独立控制系统与第2 大部分所讨论的双温冷源冷冻除湿 降温系统是不同的，主要区别之一就是前者使用高温冷冻水 直膨蒸发冷却而后者使用的高温冷冻水  低温冷冻水。为了节省空间、便于上自控系统、便于管理，本文将双冷源温湿度独立控制系统与组合式空调机组进行了有机组合，其详细构造如图1。由图1 可以看出该空调机组与常规组合式空调机组有很大的区别: 常规组合式空调机组各组段水平地排列，新回风不易实现分别处理后再行混合，而该空调机组的前段在竖向分为上下两部分，上部分处理回风，下部分处理新风，在组段 7 进行混合。上、下部的尺寸比例可根据新风比进行调整。

2. 2 双冷源温湿度独立控制系统的优势相对于第2 大部分所讨论的单温冷源冷冻除湿降温( 在电子洁净厂房应用较多) ，双冷源温湿度独立控制系统具有以下优势: ( 1) 用高温冷冻水对新风进行预处理，从数量上尽可能地减少低温冷源的依赖，提高整个系统的能效。 ( 2) 水冷冷水机组蒸发温度提高1℃，机组 COP 约提高3%［9］。回风处理和新风预处理均使用高温冷冻水( 12、 13℃) ，相对于 7℃冷冻水，水冷冷水机组的 COP 可提高15% ～18%。 ( 3) 系统简单，室外机布置灵活，管路布置容易，占用室内空间小，易于与组合式空调器配套使用，方便上自动控制系统，方便管理。 ( 4) 对大新风量的系统有很强的适应性。

3 洁净室设计计算实例

3. 1工程简介该工程为重庆某一电子厂房，共3 层，各层建筑面积均为9897m2，一层层高为 6. 7m，二层、三层层高均为5. 5m。各层主要车间均为SMT、 PTH 生产车间。

3. 2 室内外计算参数 ( 1) 室外计算参数

( 2)室内计算参数 SMT 及 PTH 生产车间的室内设计参数 ta = 23 ±2℃; 湿度:40% ～60%;洁净度: ISO9 级。

3. 3空气处理过程空气处理流程如图 2 所示。下面将以第二层SMT 车间为例，说明双冷源温湿度的设计计算过程，该车间面积为 7903m2，新风量为 120000m3 /h ( 补充排风维持正压) ，采用鸿业负荷计算软件6. 0 计算出总冷负荷为 2908. 33kW，总湿负荷为 505g/ s;室内总冷负荷为 1172. 4kW( 不含新风负荷) ，室内显热冷负荷为 1012kW( 不含新风负荷) ，室内湿负荷为 49. 05g/s( 不含新风湿负荷，员工未带口罩) 。该车间的空气处理过程在焓湿图上的表示如图3 所示。

( 1)送回风量房间状态点 N ( 23℃， 50%) 的露点温度为 12℃，为了使送风量尽可能地小同时保证送风口不结露，确定送风温度为14. 5℃，送风温差为 8. 5℃。由室内冷负荷和湿冷负荷计算出热湿比ε为 20632;根据室内状态点、热湿比、送风温差在焓湿图上可确定出送风状态点O 的状态参数: tW =14. 5℃，φW =81. 36%， iw =36. 90kJ/kg。

将数据代入公式计算得该过程所需制冷量: Q =40 ×( 89. 91 －58. 46) =1258kW

二级表冷: L1 ? L2

L2 的状态为: tL2 =17℃，φL2 = 89. 78%， iL2 = 46.17kJ/kg

将数据代入公式( 2) 计算得该过程所需制冷量 Q =40 ×( 58. 46 －46. 17) =491. 6kW

直膨蒸发盘管深冷除湿: L2 ? L3

L3 的状态为: tL3 = 10℃，φL3 = 95. 35%， iL3 = 29.39kJ/kg

将数据代入公式( 2) 计算得该过程所需制冷量: Q =40 ×( 46. 17 －29. 39) =671. 2kW

新风处理所需总制冷量: 1258 491. 6 671. 2 =2420. 8kW

直膨蒸发盘管制冷量百分比: 671. 2/2420. 8 = 27. 72%

由上面的计算数据可知，使用低品位冷源( 高温冷冻水) 对新风进行预冷处理，可以极大地减少对高品位冷源的依赖，从而提高系统整体能效。

( 3) 回风处理表冷处理: N ? M 根据状态点 L1 和新风比在焓湿图上可以确定出 M 点的参数: tM = 17℃，φM = 72.20%， iM = 40. 41kJ/kg

将 N 点的焓值、 M 点的焓值、回风量代入公式 ( 2) 计算得该过程所需总制冷量为:

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

( 4) 低品位冷源百分率新回风处理所需总制冷量 : 1258 491. 6 671. 2 487. 53 =2908. 33 kW

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

低品位冷源百分率: 2237. 13/2908. 33= 76. 92%。