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1、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，HVAC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
2、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HVAC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HVAC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。
3、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HVAC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HVAC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HVAC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
4、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HVAC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HVAC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HVAC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 恒压比热（千焦/
5、公斤K） 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） 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
6、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（1兆瓦兆瓦，兆瓦，2 6.3兆瓦，3兆瓦，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
7、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
8、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HVAC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
9、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）。 （3.1）表1 系统参数序号 参数 数值1 热水器的额定功率 17.5KW2 加湿器的额定功率 18KW3 冷冻水泵的额定流量 25/h4 冷冻水泵的额定功率 4kW5 风扇的额定功率 7.5KW 表2 CC的参数序号 参数 数值1 管（长宽高） 1269.5毫米250毫米825.5毫米2 行数 83 管数 264 外径 12.7毫米5 管内径 12.0毫米6 管中心的距离 3
10、1.8毫米7 数量 5008 距离 2.5毫米9 厚度 0.115毫米10 铜管 铜11 铝管 铝根据在不同的热负荷影响下的THIC设备系统的运行情况，探讨了在相同的室内和工作条件下，传统系统和THIC系统之间THIC设备的节能效果之比较。4、结果与讨论表3显示了例5在室内的热负荷不同，但储藏室的温度和相对湿度（22，60% ）相同的实验结果。当储藏温度和相对湿度固定，参数随着储藏室的热负荷的变化而变化时，应调整送风。工作条件如下：储藏室的目标温度和相对湿度 22， 60% 环境温度和相对湿度： 25， 76% 水泵流量 20,000 km/h空气流量 7000 km/h 储藏室的冷却负载（）
11、的感热和潜热负荷（和）之和，可以通过以下公式计算。 （2） （3） （4）是灵敏的热负荷（kW）; 是潜热负荷（kW）; h是空气焓值（千焦耳/公斤）; 是空气流量（公斤/秒）; T是空气的干燥温度（K）; u是空气湿度比（公斤/公斤）; L为水的汽化热和假设在标准条件下的恒定价值（2452千焦耳/公斤）。表3根据室内不同热负荷的测试实验例 1 2 3 4 5储藏室的平均T和RH 22 22 22 22 22 60% 60% 60% 60% 60%平均送风的T和RH 18.1 19.0 13.9 22.9 22.9 74.2% 69.0% 98.3% 57.6% 57.6%显热负荷QS（千瓦）
12、 8.81 8.17 16.93 -2.49 -2.49 潜热负荷QL（千瓦） 1.38 2.12 0.76 -0.67 -0.67来自CCP的冷水 9.0 9.0 9.0 9.0 T-PID信号 0.69 0.79 0.38 0.98 0.53 RH-PID信号 0.48 0.44 0.52 0.54 0.52关断状态下的加热器 关断状态下的加湿器 注：“”表示，“”表示关闭;“-”指储藏室被加热或加湿。图5 空调储藏室在CC进口的温度、湿度和相应水温在图5的情况下，当系统达到稳定的状态，无论是储藏室的温度和相对湿度都保持在相关设定点（22C和60）的范围内波动，分别从21.9到22.1，从
13、59.3到61.1。这也表明，当进水温度与室内的湿度非常好时;进水温度升高，室内的相对湿度增大，反之亦然。因此，可得出结论：室内湿度受进水温度独立控制，THIC设备可以保证空调储藏室温度和相对湿度稳定在一个高精度水平。待添加的隐藏文字内容1 （5）在这种情况下，CC的平均热汇率（ ）约为17.3千瓦，这是从CC的入口和出口水温和水流量计算，如（5）式所示。加热器的加热速率（ ）测量值约为6.1千瓦。加湿器不工作，即 = 0千瓦。这是说，除了加湿器， CC和加热器共同控制热测湿参数。因此，采用PID分程控制的THIC设备测湿热参数、相对湿度等，温度是由独立的加热器控制和调节。储藏室的室内热负荷（
14、 ）是10.2千瓦，这是和的总和。从室外进入的空气（ ）热负荷为1.0千瓦，由（5）式计算。同时在案例1中，为检查THIC系统，在相同的工作条件下，进行传统系统和THIC系统之间的节能效果比较，如图6所示。在传统的系统， CC（ ）的热交换率是22.6千瓦，供热率（ ）约8.74千瓦，加湿器功率（ ）约2.5千瓦。他们都是高于在THIC系统的17.3千瓦，6.1千瓦，0千瓦。可计算出能源消费总量： （6）COP是冷水机组的性能系数。在测试的105分钟过程中，传统系统和THIC系统的能源消费总量分别约为53.4千瓦时和41.8千瓦时。THIC系统可节能约21.7。这是相当大的，所以对于常年每天2
15、4小时长时间连续操作下的博物馆，应采取THIC设备的HVAC系统以降低运行成本。类似案例1、案例2，加湿器仍然不工作，尽管、跌幅增加，导致T-PID信号值增加和RH-PID信号值减少。在这种情况下，THIC系统可节能约21.6。图6 传统系统和THIC系统的能源消耗 然而在案例3中，大幅增长，大幅下降，所谓的“高温低湿度条件下，加湿器打开，此时加热器关闭。只有两个设备（CC和加湿器）协同工作，此时，CC控制送风温度，加湿器控制供应空气湿度。在这种情况下，THIC系统可节能约29.2。在案例4下，因为在冬天，和均下降到0以下，所谓的“低温低湿度条件下，加热器和加湿器打开。THIC系统可节能约22
16、.5。减少CC的冷却速度，甚至关闭CCP和水泵，这非常是必要的。如案例5所示。总之，PID分程控制，THIC系统可以控制两个热测湿参数中的一个，其余的控制加热器或加湿器，需要冷却或除湿，当不需要CC控制冷却和除湿时，THIC装置加热器和加湿器的工作，但CCP关闭。总之，与传统系统相比，THIC系统只能任命三个设备（CC，加热器和加湿器）中的两个协同工作，以保持合适的室内热测湿参数，并确保在只有两个空气热测湿的参数，CC会过量，然后将尽可能降低CC过度冷却能力。因此，温度和湿度始终受控于两个独立组成部分。5、结论本文提出的温度和湿度独立控制（THIC）设备，是博物馆储藏室一个真正实施THIC设备
17、的HVAC系统。通过实验和分析，可以得出如下一些结论：（1）THIC系统可以保证在不同的工作条件下储藏室的温度和相对湿度的保持在较高精度水平。（2）THIC设备确保在只有两个CC、加热器和加湿器共同控制室内合适的热测湿参数，温度和湿度始终由两个独立的组成部分控制。（3）与常规系统相比较，THIC系统的运行可节能2030左右，两个CTVS的额外费用。因此，对于运行时间较长的博物馆，建议采用THIC设备的HVAC系统。致谢本文提出的研究工作，由香港理工大学研究补助金（A PJ13）、国家重点基础研究发展计划（973计划）根据合同编号2011CB706501、浙江省2008年文化遗迹保护（第6148
18、41号）第三批补贴共同支持。参考文献1哈特曼，图书馆和博物馆HVAC新技术/新的机遇，第1部分，“HPAC工程”（1996年）57e60。2 F.Ascione，L. Bellia，A. Capozzoli，F. Minichiello，节能空调在博物馆的战略，应用热工29（4）（2009）676e6863李华，H.杨，中央空调系统节能的太阳能除湿过程的调查，应用热工（10）28（2008）1118e1126。4阮，华金，华信，显热回收热泵的试验研究，在加热和通风，国际制冷28（2）杂志（2005）242e252。5 K.钟，Y.M.康，空气 - 空气热回收通风在中国的适用性，应用热工29（5
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