精密机械加工恒温恒湿车间

机械工业各行业在生产过程中为保证产品质量和精度，对生产环境的温度、相对湿度和洁净度等参数提出不同的要求，恒温空调是最常见的一种。

1. 恒温的要求

1.1恒温的分类

按照允许室温波动值（恒温精度）分类：（1）一般精度恒温室≥±1℃；（2）高精度恒温室≤0.5℃，≥0.1℃，通常精度控制在±0.2--0.3℃。（3）超高精度恒温室＜±0.1℃。

在机械行业中，大多为一般精度恒温室，其面积数十至数百平方米不等，也有达数千平方米的；高精度恒温室相对较少，仅限于高等级的计算和加工，面积也较小，超高精度恒温室更少，且仅限于很小的范围，面积一般在几十平方左右，如标志功能区。

1.2温度基数与精度

恒温室的温度基数与精度，取决于计量级别、加工与装配的精度。室温偏离和允许波动范围，直接影响检测和加工精度。有研究表明：当温度变化1℃的时候，由于系统的机械热变形所引起的相对不确定度的误差可以达到10-5m。此外，温度的不确定会导致空气折射率的变化，从而使外差式双频激光干涉仪的额外误差达到10-6m。

（1）温度基数：指生产工艺要求环境的基准温度。国际长度计量基准温度为20℃，一般以此为温度基数。

（2）温度精度：指恒湿区域内空气温度在要求的持续时间内允许波动的幅度（即偏离温度基数的最大波辐）。温度精度包含以下内容：a，动态偏差，短时间内室温偏离基数的波辐。动态偏差是由各种扰动引起的，如送风温度波动、围护物不稳定传热、生产设备启闭和符合变化以及人员流动和逗留引起的扰动等等；b，静态偏差，室温变化平均值长期偏离基数值，静态偏差是自控仪表示值偏离设定值造成的，与仪表的精度等级与制造质量有关；c，区域温差，恒温室可控制点温度与恒温区域内其他地点温度的差值。区域温差是有恒温室发热量不均匀、不良的气流组织、新风量不均匀以及送风射流未充分衰减等原因造成的。 

2、恒温室设计参数

恒温室温、湿度设计参数，由生产工艺提供。

精密加工：如精密机床的线纹尺刻制20±0.1℃，光栅刻线，视每毫米刻制线条多少20±0.1--0.01℃。

机工工业恒温室的相对湿度，一般要求在50--65%之间，但不大于70%，以免设备和工件锈蚀。对于高等级的计量室，为了保护精密检测仪器仪表，相对湿度取50--60%，一般不低于50%。

3、恒温室建筑热工要求

由于太阳辐射是以电磁波形式传递热量的，这一热量的传递部位空气所吸收，而为固体表面吸收后提高自身的温度。阳光投射杂设备上或围护内表面上获得的热量，难以由送风气流来消除，致使设备产生变形或加大恒温区域温差。恒温室夏季室内外温差大，如用热惰性消毒轻质围护结构，一旦空调系统停机，室温将迅速回升。由于设备热惰性很大，升温缓慢。室内外空气水蒸气压力差的作用下，不断向室内传湿，使室内相对湿度迅速增加。潮湿的空气在设备冷表面下结露，造成设备锈蚀和仪器仪表损坏。在确定恒温室围护结构热工性能时，须引起足够的重视，应考虑使用热阻大的隔热材料。

围护结构可采用嵌套形式。围护缓冲区建议采用100㎜岩棉复合保温板，温度精度比内驱精度低一到二个等级，基准值与内区一致；内区核心区采用50㎜岩棉彩钢复合保温板，通过缓冲区减少内区受外界干扰的影响程度。

4、空调技术措施

一般采用中央空调+自控系统方式。由组装式空调节处理空气，根据需要配置功能段和相应的自动装置，空气处理通常采用水冷式表面冷却器冷却，蒸汽、热水或电加热，蒸汽加湿，由冷冻站集中供给冷热源。集中式系统全能处理空气，配置灵活，适用于大小不同的恒温室。

（1）对室外新风处理预处理（预冷、余热）。新风预冷、预热处理，使得新风温度恒定在5—15度区域，减少外界符合变化对空调系统的影响。

（2）温湿度独立控制系统。温湿度独立控制系统的基本组成为：处理显热的系统与处理潜热的系统。两个系统独立调节、分别控制室内的温度和湿度，即利用湿度控制系统承担建筑全部的潜热符合，实现对室内湿度的控制；利用温度控制系统，处理剩余的建筑冷热负荷，实现温度控制。

温湿度独立控制可以满足不同房间热湿比变化的要求，克服了常规空调系统温湿度难以同时满足室内湿度偏高或偏低的现象。室内温度控制系统采用显热处理方式，消除了冷凝水盘提供了室内空气品质。

（3）冷冻水温度的恒定。来自能源中心的冷水（7℃/12℃）会受到诸多因素的影响而变得不稳定，使得空调机组夏季处理的冷量、湿度也变的相对不稳定。

空调系统系统采用板式换热器，将去往空调系统的冷水与来自能源中心的冷水分隔开，彼此通过换热器进行能量的传递，此举能够有效避免能源中心的冷水的不稳定而给系统的温湿度带来干扰。

（4）送风温差。恒温空调系统的送风温差大小，除与恒温精度直接有关外，还与送风方式、送风口形式和安装高度有关。机工工业恒温室的送风温差可参照下表取用。

（5）送风均匀性。恒温室气流组织的基本形式由三种，即上送下回、侧送侧回和上送上回，可根据恒温精度要求、恒温室高度、风管布置情况、美观要求以及投资费用等综合考虑取用。各种恒温精度要求的气流组织形式推荐如下：

a. 恒温精度±2—3℃，根据建筑情况并结合系统布置方便，可采用任何一种气流组织形式。

b. 恒温精度±0.5—1.0℃，不宜采用上送上回形式，应单侧上部送风，同侧下部回风。送风射流作用距离7—9m，一般不大于12m，并对射流的温度、速度衰减用精确计算，保证工作区处于回流区。恒温精度±0.5时，最好不采用侧送侧回形式，如采用气流宜贴附，并对射流进行计算。

c. 恒温精度±0.2—0.5℃，采用上送下回形式，如恒温室吊顶较高时，可采用散流器、双层百叶式风口和孔板送风，顶送、下部回风，吊顶较低或恒温精度±0.1℃时，根据具体情况，采用贴附型散流器或孔板顶送、下部均匀回风。精度±0.1—0.2℃的恒温室应设置回风回风隔套或处于高精度恒温室的包围之中（±0.5℃）。

d. 恒温精度＜±0.1℃的超高精度恒温室，需设置恒温套件，采用孔板顶送，回风隔套下部均匀回风。恒温套件单独设置恒温空调系统，保持恒温精度±0.5℃。

e. 末端电加热、SCR控制精度，在空调系统的送风支管（靠近风口处）设置末端电加热器（无极调节），能够精准调节送风温度，对于送风温度的精确控制时必不可少的。SCR在20%—80%之间具有良好的特性，因此在选址末端电加热器的时候要放有一定的余量，尽量使得落在20%—80%这个区间范围内。