博物館儲(chǔ)藏室空調(diào)系統(tǒng)的溫度和濕度獨(dú)立控制裝置 外文翻譯

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯題 目: 博物館儲(chǔ)藏室空調(diào)系統(tǒng)的溫度和濕度獨(dú)立控制裝置 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 電氣f0802 學(xué)生姓名： 宋海華 學(xué) 號(hào)： 200848720201 指導(dǎo)教師： 王偉生 教師職稱： 講 師 起止日期：2012.3.1-4.1 地 點(diǎn): 31520 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評(píng)語： 簽名： 年 月 日博物館儲(chǔ)藏室空調(diào)系統(tǒng)的溫度和濕度獨(dú)立控制裝置摘要：對(duì)于博物館文化遺產(chǎn)的保護(hù)，精確控制博物館室內(nèi)的熱濕參數(shù)和氣流速度，為適合室內(nèi)環(huán)境需要，hvac系統(tǒng)往往是必要。應(yīng)防止這些參數(shù)在設(shè)計(jì)值上的大偏差，因?yàn)樗鼈兛赡軐?dǎo)致藝術(shù)品的退化。因

2、此，消耗更多的能源是不可避免的。 本文針對(duì)博物館儲(chǔ)藏室空調(diào)系統(tǒng)提出了一種新型溫度和濕度獨(dú)立控制（thic）設(shè)備和及其相關(guān)的控制方法。與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比，冷卻線圈（cc）的儀器露點(diǎn)通常是固定的，在節(jié)能方式上，由于該系統(tǒng)采用thic設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的溫度和濕度控制。實(shí)驗(yàn)研究表明，與傳統(tǒng)的hvac空調(diào)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)采用再加熱和加濕室內(nèi)熱測(cè)濕環(huán)境，可降低能耗21.7，并且儲(chǔ)藏室的溫度和濕度也保持穩(wěn)定在較高的精度水平。1、引言保護(hù)藝術(shù)作品，需要精確地控制室內(nèi)小氣候條件。因此，一個(gè)博物館往往需要一個(gè)合適可靠的hvac空調(diào)控制系統(tǒng)，以維持室內(nèi)合適的熱測(cè)濕參數(shù)和風(fēng)速，并從設(shè)計(jì)值上盡量減少這些參數(shù)的誤差。

3、它包括加熱、加濕、冷卻、除濕和自動(dòng)控制裝置，同時(shí)控制溫度和濕度。因此，對(duì)于博物館空調(diào)系統(tǒng)它是必不可少?？紤]到博物館的hvac系統(tǒng)始終要維持每天運(yùn)行24小時(shí)，終年如此，一個(gè)合適的技術(shù)，可獲得大量節(jié)能1，并保證室內(nèi)良好的熱測(cè)濕氣候就顯得尤為重要了。據(jù)一些文獻(xiàn)2-5講，如果hvac系統(tǒng)采用合適的節(jié)能技術(shù)，能源消耗將減少約10-50。習(xí)慣上對(duì)于傳統(tǒng)的hvac系統(tǒng)，在露點(diǎn)溫度固定，冷卻盤管中空氣處理過程中，空氣進(jìn)入后，cc過度冷卻，以保證溫度和濕度比（cc）均低于送風(fēng)參數(shù)，然后在加熱和增濕的能源補(bǔ)償?shù)玫浇Y(jié)果。為了減少賠償，減少cc過冷能力是非常必要的，因?yàn)闇囟群蜐穸泉?dú)立控制（thic）技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)在許多

4、文獻(xiàn)研究中。一般來說，代冷卻除濕在cc除濕的thic技術(shù)中使用固體干燥劑6-8或液體干燥劑3,9 -11。但在相同的冷卻盤管溫度和濕度的獨(dú)立控制中如何實(shí)現(xiàn)hvac系統(tǒng)，是一個(gè)很有價(jià)值的問題，而且有相關(guān)的部分thic技術(shù)文獻(xiàn)。本文采用cc提出和設(shè)計(jì)的thic設(shè)備hvac系統(tǒng)與pid分程控制，cc只有兩個(gè)熱測(cè)濕空氣參數(shù)，即溫度或濕度的比率，是要低于送風(fēng)控制，以盡可能降低過冷卻能力，以及一些完成驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)測(cè)試的thic設(shè)備。2、thic設(shè)備 本文提出的thic設(shè)備，可用于現(xiàn)有的和新型的常規(guī)hvac系統(tǒng)的cc，如圖1所示 。傳統(tǒng)系統(tǒng) thic系統(tǒng)圖1 傳統(tǒng)系統(tǒng)和thic系統(tǒng)的比較命名法 恒壓比熱（千焦/

5、公斤k） 焓（焦/千克）l 潛熱的汽化（千焦/千克）m 質(zhì)量流量（kg / s）q 熱負(fù)荷（kw）t 為溫度（k）ü 空氣濕度比（公斤/公斤）標(biāo)a 潮濕空氣l 潛熱i 室內(nèi)空氣；入口o 插座s 送風(fēng)；感熱w 冷凍 圖2cc中thic裝置示意圖（1三路閥1，2泵;3 ctv1，4三通閥2，5 ctv2） 圖2顯示的thic設(shè)備示意圖。根據(jù)合理的冷負(fù)荷、除濕負(fù)荷、濕度控制和潛在負(fù)載，cc調(diào)節(jié)冷凍水的溫度控制系統(tǒng)，調(diào)整冷凍水的質(zhì)量流速。 在cc之前或之后安裝電動(dòng)可控三通閥（ctv），ctv1通過調(diào)整空氣溫度的冷凍水的質(zhì)量流量cc來控制靈敏的處理負(fù)載。ctv2調(diào)節(jié)流量的循環(huán)水，離開cc，然后

6、返回進(jìn)入cc與冷凍水混合。cc通過這種方式可以調(diào)節(jié)儀器露點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。在此設(shè)備中，冷凍水流量的總質(zhì)量（1兆瓦¼兆瓦，Þ兆瓦，2 6.3兆瓦，3Þ兆瓦，4）是由泵決定，以及中央供水溫度（tw）確定的。他們都可被視為常數(shù)。1兆瓦、2兆瓦由ctv2決定，而3兆瓦、4兆瓦由 ctv1決定。能量守恒方程（1）表明：混合溫度tw1兆瓦、2兆瓦，僅由ctv2控制決定。進(jìn)入cc的冷水流速3兆瓦僅由ctv1控制。因此，該系統(tǒng)可獨(dú)立地控制溫度和濕度。圖3 t-pid分程控制過程中的溫度信號(hào)為滿足不同季節(jié)不同熱測(cè)濕負(fù)荷，該系統(tǒng)由兩個(gè)不同分割范圍的pid調(diào)節(jié)控制。如圖2所示，溫度

7、pid調(diào)節(jié)器（命名為t型pid）控制ctv1和加熱器，而相對(duì)濕度為pid調(diào)節(jié)器（命名為rh-pid的）控制ctv2加濕器。兩個(gè)pid調(diào)節(jié)器共同決定cc、加熱器和加濕器如何工作，如圖 3和4。如圖3所示，當(dāng)氣溫升高0.0到0.5的t-pid信號(hào)，信號(hào)ctv1代表的冷凍水的質(zhì)量流速下降，從1.0下降到0.2，而加熱器的信號(hào)保持在零;當(dāng)從0.5上升到1.0，t-pid信號(hào)增加，ctv1保持在0.2以保證最小流量冷凍水通過cc，從0.0到1.0加熱器上漲的信號(hào)。因此，一般的t-pid信號(hào)的溫度值增加、機(jī)組增加如圖3所示，當(dāng)氣溫從0.0升高到0.5t-pid信號(hào)，信號(hào)ctv1代表的冷凍水的質(zhì)量流率下降，

8、從1.0下降到0.2，而加熱器的信號(hào)保持在零;當(dāng)從0.5上升到1.0，t-pid的信號(hào)增加，ctv 1保持在0.2以保證冷凍水最小流量通過cc，從0.0到1.0而加熱器信號(hào)上漲。因此，一般t-pid信號(hào)的溫度值增加，機(jī)組空氣出口溫度增加。圖4 rh-pid控制信號(hào)分程控制過程中的相對(duì)濕度同樣，在圖4中，當(dāng)rh-pid的相對(duì)濕度的信號(hào)值增大，機(jī)組出口空氣的相對(duì)濕度增加。當(dāng)rh-pid控制信號(hào)，從0.5增加到1.0時(shí)，為了避免發(fā)生所有的循環(huán)水離開cc，信號(hào)ctv2保持在0.8。3、實(shí)驗(yàn)裝置博物館儲(chǔ)藏室采用tihc設(shè)備的hvac系統(tǒng)和空調(diào)安裝系統(tǒng)，主要參數(shù)見表1。它包括以下子系統(tǒng)：（1）一個(gè)cc機(jī)組

9、、加熱器、加濕器和恒定的流量風(fēng)扇以及表2中列出的cc細(xì)節(jié);（2）配氣管道系統(tǒng);（3）儲(chǔ)藏室（22米16米4米），配備了空調(diào)系統(tǒng)，以保持文化遺產(chǎn)保護(hù)熱測(cè)濕參數(shù)的恒定;（4）溫度和相對(duì)濕度傳感器（維薩拉亞基40）（5）數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（研華adam-4018和pc）。 （3.1）表1 系統(tǒng)參數(shù)序號(hào) 參數(shù) 數(shù)值1 熱水器的額定功率 17.5kw2 加濕器的額定功率 18kw3 冷凍水泵的額定流量 25/h4 冷凍水泵的額定功率 4kw5 風(fēng)扇的額定功率 7.5kw 表2 cc的參數(shù)序號(hào) 參數(shù) 數(shù)值1 管（長寬高） 1269.5毫米250毫米825.5毫米2 行數(shù) 83 管數(shù) 264 外徑 12.7

10、毫米5 管內(nèi)徑 12.0毫米6 管中心的距離 31.8毫米7 數(shù)量 5008 距離 2.5毫米9 厚度 0.115毫米10 銅管 銅11 鋁管 鋁根據(jù)在不同的熱負(fù)荷影響下的thic設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行情況，探討了在相同的室內(nèi)和工作條件下，傳統(tǒng)系統(tǒng)和thic系統(tǒng)之間thic設(shè)備的節(jié)能效果之比較。4、結(jié)果與討論表3顯示了例5在室內(nèi)的熱負(fù)荷不同，但儲(chǔ)藏室的溫度和相對(duì)濕度（22，60% ）相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)儲(chǔ)藏溫度和相對(duì)濕度固定，參數(shù)隨著儲(chǔ)藏室的熱負(fù)荷的變化而變化時(shí)，應(yīng)調(diào)整送風(fēng)。工作條件如下：儲(chǔ)藏室的目標(biāo)溫度和相對(duì)濕度 22， 60% 環(huán)境溫度和相對(duì)濕度： 25， 76% 水泵流量 20,000 km/h空

11、氣流量 7000 km/h 儲(chǔ)藏室的冷卻負(fù)載（）的感熱和潛熱負(fù)荷（和）之和，可以通過以下公式計(jì)算。 （2） （3） （4）是靈敏的熱負(fù)荷（kw）; 是潛熱負(fù)荷（kw）; h是空氣焓值（千焦耳/公斤）; 是空氣流量（公斤/秒）; t是空氣的干燥溫度（k）; u是空氣濕度比（公斤/公斤）; l為水的汽化熱和假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)條件下的恒定價(jià)值（2452千焦耳/公斤）。表3根據(jù)室內(nèi)不同熱負(fù)荷的測(cè)試實(shí)驗(yàn)例 1 2 3 4 5儲(chǔ)藏室的平均t和rh 22 22 22 22 22 60% 60% 60% 60% 60%平均送風(fēng)的t和rh 18.1 19.0 13.9 22.9 22.9 74.2% 69.0% 98.

12、3% 57.6% 57.6%顯熱負(fù)荷qs（千瓦） 8.81 8.17 16.93 -2.49 -2.49 潛熱負(fù)荷ql（千瓦） 1.38 2.12 0.76 -0.67 -0.67來自ccp的冷水 9.0 9.0 9.0 9.0 t-pid信號(hào) 0.69 0.79 0.38 0.98 0.53 rh-pid信號(hào) 0.48 0.44 0.52 0.54 0.52關(guān)斷狀態(tài)下的加熱器 關(guān)斷狀態(tài)下的加濕器 注：“”表示，“”表示關(guān)閉;“-”指儲(chǔ)藏室被加熱或加濕。圖5 空調(diào)儲(chǔ)藏室在cc進(jìn)口的溫度、濕度和相應(yīng)水溫在圖5的情況下，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，無論是儲(chǔ)藏室的溫度和相對(duì)濕度都保持在相關(guān)設(shè)定點(diǎn)（22&#

13、176;c和60）的范圍內(nèi)波動(dòng)，分別從21.9到22.1，從59.3到61.1。這也表明，當(dāng)進(jìn)水溫度與室內(nèi)的濕度非常好時(shí);進(jìn)水溫度升高，室內(nèi)的相對(duì)濕度增大，反之亦然。因此，可得出結(jié)論：室內(nèi)濕度受進(jìn)水溫度獨(dú)立控制，thic設(shè)備可以保證空調(diào)儲(chǔ)藏室溫度和相對(duì)濕度穩(wěn)定在一個(gè)高精度水平。 （5）在這種情況下，cc的平均熱匯率（ ）約為17.3千瓦，這是從cc的入口和出口水溫和水流量計(jì)算，如（5）式所示。加熱器的加熱速率（ ）測(cè)量值約為6.1千瓦。加濕器不工作，即 = 0千瓦。這是說，除了加濕器， cc和加熱器共同控制熱測(cè)濕參數(shù)。因此，采用pid分程控制的thic設(shè)備測(cè)濕熱參數(shù)、相對(duì)濕度等，溫度是由獨(dú)立的

14、加熱器控制和調(diào)節(jié)。儲(chǔ)藏室的室內(nèi)熱負(fù)荷（ ）是10.2千瓦，這是和的總和。從室外進(jìn)入的空氣（ ）熱負(fù)荷為1.0千瓦，由（5）式計(jì)算。同時(shí)在案例1中，為檢查thic系統(tǒng)，在相同的工作條件下，進(jìn)行傳統(tǒng)系統(tǒng)和thic系統(tǒng)之間的節(jié)能效果比較，如圖6所示。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)， cc（ ）的熱交換率是22.6千瓦，供熱率（ ）約8.74千瓦，加濕器功率（ ）約2.5千瓦。他們都是高于在thic系統(tǒng)的17.3千瓦，6.1千瓦，0千瓦?？捎?jì)算出能源消費(fèi)總量： （6）cop是冷水機(jī)組的性能系數(shù)。在測(cè)試的105分鐘過程中，傳統(tǒng)系統(tǒng)和thic系統(tǒng)的能源消費(fèi)總量分別約為53.4千瓦時(shí)和41.8千瓦時(shí)。thic系統(tǒng)可節(jié)能約21

15、.7。這是相當(dāng)大的，所以對(duì)于常年每天24小時(shí)長時(shí)間連續(xù)操作下的博物館，應(yīng)采取thic設(shè)備的hvac系統(tǒng)以降低運(yùn)行成本。類似案例1、案例2，加濕器仍然不工作，盡管、跌幅增加，導(dǎo)致t-pid信號(hào)值增加和rh-pid信號(hào)值減少。在這種情況下，thic系統(tǒng)可節(jié)能約21.6。圖6 傳統(tǒng)系統(tǒng)和thic系統(tǒng)的能源消耗 然而在案例3中，大幅增長，大幅下降，所謂的“高溫低濕度條件下，加濕器打開，此時(shí)加熱器關(guān)閉。只有兩個(gè)設(shè)備（cc和加濕器）協(xié)同工作，此時(shí)，cc控制送風(fēng)溫度，加濕器控制供應(yīng)空氣濕度。在這種情況下，thic系統(tǒng)可節(jié)能約29.2。在案例4下，因?yàn)樵诙欤途陆档?以下，所謂的“低溫低濕度條件下，加熱器

16、和加濕器打開。thic系統(tǒng)可節(jié)能約22.5。減少cc的冷卻速度，甚至關(guān)閉ccp和水泵，這非常是必要的。如案例5所示。總之，pid分程控制，thic系統(tǒng)可以控制兩個(gè)熱測(cè)濕參數(shù)中的一個(gè)，其余的控制加熱器或加濕器，需要冷卻或除濕，當(dāng)不需要cc控制冷卻和除濕時(shí)，thic裝置加熱器和加濕器的工作，但ccp關(guān)閉?？傊c傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，thic系統(tǒng)只能任命三個(gè)設(shè)備（cc，加熱器和加濕器）中的兩個(gè)協(xié)同工作，以保持合適的室內(nèi)熱測(cè)濕參數(shù)，并確保在只有兩個(gè)空氣熱測(cè)濕的參數(shù)，cc會(huì)過量，然后將盡可能降低cc過度冷卻能力。因此，溫度和濕度始終受控于兩個(gè)獨(dú)立組成部分。5、結(jié)論本文提出的溫度和濕度獨(dú)立控制（thic）設(shè)備，

17、是博物館儲(chǔ)藏室一個(gè)真正實(shí)施thic設(shè)備的hvac系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)和分析，可以得出如下一些結(jié)論：（1）thic系統(tǒng)可以保證在不同的工作條件下儲(chǔ)藏室的溫度和相對(duì)濕度的保持在較高精度水平。（2）thic設(shè)備確保在只有兩個(gè)cc、加熱器和加濕器共同控制室內(nèi)合適的熱測(cè)濕參數(shù)，溫度和濕度始終由兩個(gè)獨(dú)立的組成部分控制。（3）與常規(guī)系統(tǒng)相比較，thic系統(tǒng)的運(yùn)行可節(jié)能2030左右，兩個(gè)ctvs的額外費(fèi)用。因此，對(duì)于運(yùn)行時(shí)間較長的博物館，建議采用thic設(shè)備的hvac系統(tǒng)。致謝本文提出的研究工作，由香港理工大學(xué)研究補(bǔ)助金（a pj13）、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）根據(jù)合同編號(hào)2011cb706501、浙

18、江省2008年文化遺跡保護(hù)（第614841號(hào)）第三批補(bǔ)貼共同支持。參考文獻(xiàn)1哈特曼，圖書館和博物館hvac新技術(shù)/新的機(jī)遇，第1部分，“hpac工程”（1996年）57e60。2 f.ascione，l. bellia，a. capozzoli，f. minichiello，節(jié)能空調(diào)在博物館的戰(zhàn)略，應(yīng)用熱工29（4）（2009）676e6863李華，h.楊，中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的太陽能除濕過程的調(diào)查，應(yīng)用熱工（10）28（2008）1118e1126。4阮，華金，華信，顯熱回收熱泵的試驗(yàn)研究，在加熱和通風(fēng)，國際制冷28（2）雜志（2005）242e252。5 k.鐘，y.m.康，空氣 - 空氣熱回收通風(fēng)在中國的適用性，應(yīng)用熱工29（5e6）（2009）830e8406 k.加利在貝魯特，能源轉(zhuǎn)換和管理49（11）（2008）3387e3390混合除濕空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)潛在的能源節(jié)約。7mazzei， minichiello，d.帕爾馬，除濕hvac系統(tǒng)的商業(yè)樓宇，應(yīng)用熱工22（5