恒温恒湿试验箱控制系统毕业设计 外文翻译

毕业设计(论文)外文

资料翻译

题目: 博物馆储藏室空调系统的温度和湿度独立控制

装置

院系名称：电气工程学院专业班级：电气F0802

学生姓名：宋海华学号：200848720201 指导教师：王伟生教师职称：讲师

起止日期：2012.3.1-4.1 地点: 31520

附件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。

指导教师评语：

签名：年月日

博物馆储藏室空调系统的温度和湿度独立控制装置

摘要：对于博物馆文化遗产的保护，精确控制博物馆室内的热湿参数和气流速度，为适合室内环境需要，HV AC系统往往是必要。应防止这些参数在设计值上的大偏差，因为它们可能导致艺术品的退化。因此，消耗更多的能源是不可避免的。

本文针对博物馆储藏室空调系统提出了一种新型温度和湿度独立控制（THIC）设备和及其相关的控制方法。与传统的空调系统相比，冷却线圈（CC）的仪器露点通常是固定的，在节能方式上，由于该系统采用THIC设备，可以实现独立的温度和湿度控制。实验研究表明，与传统的HV AC空调系统相比，该系统采用再加热和加湿室内热测湿环境，可降低能耗21.7％，并且储藏室的温度和湿度也保持稳定在较高的精度水平。

1、引言

保护艺术作品，需要精确地控制室内小气候条件。因此，一个博物馆往往需要一个合适可靠的HV AC空调控制系统，以维持室内合适的热测湿参数和风速，并从设计值上尽量减少这些参数的误差。它包括加热、加湿、冷却、除湿和自动控制装置，同时控制温度和湿度。因此，对于博物馆空调系统它是必不可少。考虑到博物馆的HV AC系统始终要维持每天运行24小时，终年如此，一个合适的技术，可获得大量节能[1]，并保证室内良好的热测湿气候就显得尤为重要了。据一些文献[2-5]讲，如果HV AC系统采用合适的节能技术，能源消耗将减少约10-50％。

习惯上对于传统的HV AC系统，在露点温度固定，冷却盘管中空气处理过程中，空气进入后，CC过度冷却，以保证温度和湿度比（CC）均低于送风参数，然后在加热和增湿的能源补偿得到结果。为了减少赔偿，减少CC过冷能力是非常必要的，因为温度和湿度独立控制（THIC）技术已经出现在许多文献研究中。一般来说，代冷却除湿在CC除湿的THIC技术中使用固体干燥剂[6-8]或液体干燥剂[3,9 -11]。但在相同的冷却盘管温度和湿度的独立控制中如何实现HV AC系统，是一个很有价值的问题，而且有相关的部分THIC技术文献。

本文采用CC提出和设计的THIC设备HV AC系统与PID分程控制，CC只有两个热测湿空气参数，即温度或湿度的比率，是要低于送风控制，以尽可能降低过冷却能力，以及一些完成验证实验测试的THIC设备。

2、THIC设备

本文提出的THIC设备，可用于现有的和新型的常规HV AC系统的CC，如图1所示。

传统系统THIC系统

图1 传统系统和THIC系统的比较

命名法

C恒压比热（千焦/公斤K）

p

Ĥ焓（焦/千克）

L 潜热的汽化（千焦/千克）

M 质量流量（kg / s）

Q 热负荷（kW）

T 为温度（K）

ü空气湿度比（公斤/公斤）

标

a 潮湿空气

l 潜热

i 室内空气；入口

o 插座

s 送风；感热

w 冷冻

图2CC中THIC装置示意图（1三路阀1＃，2泵;3 CTV1＃，4三通阀2＃，5 CTV2＃）图2显示的THIC设备示意图。根据合理的冷负荷、除湿负荷、湿度控制和潜在负载，CC调节冷冻水的温度控制系统，调整冷冻水的质量流速。

在CC之前或之后安装电动可控三通阀（CTV），CTV1＃通过调整空气温度的冷冻水的质量流量CC来控制灵敏的处理负载。CTV2＃调节流量的循环水，离开CC，然后返回进入CC与冷冻水混合。CC通过这种方式可以调节仪器露点，并可实现单独控制。在此设备中，冷冻水流量的总质量（1兆瓦¼兆瓦，Þ兆瓦，2 6.3兆瓦，3Þ兆瓦，4）是由泵决定，以及中央供水温度（Tw）确定的。他们都可被视为常数。1兆瓦、2兆瓦由CTV2＃决定，而3兆瓦、4兆瓦由CTV1＃决定。

能量守恒方程（1）表明：混合温度Tw1兆瓦、2兆瓦，仅由CTV2＃控制决定。进入CC的冷水流速3兆瓦仅由CTV1＃控制。因此，该系统可独立地控制温度和湿度。

图3 T-PID分程控制过程中的温度信号

为满足不同季节不同热测湿负荷，该系统由两个不同分割范围的PID调节控制。如图2所示，温度PID调节器（命名为T型PID）控制CTV1＃和加热器，而相对湿度为PID调节器（命名为RH-PID的）控制CTV2＃加湿器。两个PID调节器共同决定CC、加热器和加湿器如何工作，如图3和4。

如图3所示，当气温升高0.0到0.5的T-PID信号，信号CTV1＃代表的冷冻水的质量流速下降，从1.0下降到0.2，而加热器的信号保持在零;当从0.5上升到1.0，T-PID信号增加，CTV1＃保持在0.2以保证最小流量冷冻水通过CC，从0.0到1.0加热器上涨的信号。因此，一般的T-PID信号的温度值增加、机组增加如图3所示，当气温从0.0升高到0.5T-PID信号，信号CTV1＃代表的冷冻水的质量流率下降，从1.0下降到0.2，而加热器的信号保持在零;当从0.5上升到1.0，T-PID的信号增加，CTV 1＃保持在0.2以保证冷冻水最小流量通过CC，从0.0到1.0而加热器信号上涨。因此，一般T-PID信号的温度值增加，机组空气出口温度增加。

图4 RH-PID 控制信号分程控制过程中的相对湿度

同样，在图4中，当RH-PID 的相对湿度的信号值增大，机组出口空气的相对湿度增加。当RH-PID 控制信号，从0.5增加到1.0时，为了避免发生所有的循环水离开CC ，信号CTV2＃保持在0.8。

3、实验装置

博物馆储藏室采用TIHC 设备的HV AC 系统和空调安装系统，主要参数见表1。它包括以下子系统：（1）一个CC 机组、加热器、加湿器和恒定的流量风扇以及表2中列出的CC 细节;（2）配气管道系统;（3）储藏室（22米16米4米），配备了空调系统，以保持文化遗产保护热测湿参数的恒定;（4）温度和相对湿度传感器（维萨拉亚基40）（5）数据采集和监控系统（研华ADAM-4018和PC ）。

()m m T m T T w w w w w w 2

,21,1,⋅+⋅= （3.1） 表1 系统参数

序号 参数 数值

1 热水器的额定功率 17.5KW

2 加湿器的额定功率 18KW

3 冷冻水泵的额定流量 253

m /h

4 冷冻水泵的额定功率 4kW

5 风扇的额定功率 7.5KW

表2

CC 的参数