基于擴(kuò)散吸收式制冷的文物展柜恒濕環(huán)境控制研究.pdf

1、隨著國家對文物保護(hù)事業(yè)的日益重視以及空氣調(diào)節(jié)技術(shù)、控制技術(shù)的漸趨成熟，為了使珍貴的文物得到更好的保護(hù)，大量館藏文物的保存環(huán)境亟需改善。影響文物能否長久保存的主要環(huán)境因素有相對濕度、溫度、光照強(qiáng)度和有害氣體濃度等，其中的相對濕度是最基本、最重要的因素，因此為文物提供恒濕的保存環(huán)境至關(guān)重要。對于博物館中的小型獨立展柜，其有體積較小、分布靈活、可移動的特點，故不宜采用大型集中式空氣處理機(jī)組控制相對濕度。目前，國內(nèi)外不少文物保護(hù)機(jī)構(gòu)已專門為小型

2、獨立展柜研制出了主動式恒濕環(huán)境控制設(shè)備，其中絕大多數(shù)是基于半導(dǎo)體制冷，該種設(shè)備具有工作無噪音、占空間小的優(yōu)點，但存在冷量低、易結(jié)垢的缺點。針對此缺點并兼顧其優(yōu)點，為研制出一種適用于小型獨立展柜的新型恒濕環(huán)境控制系統(tǒng)，本文主要開展了以下三方面工作：
　　(1)為了滿足博物館對安靜環(huán)境的要求，采用具有工作穩(wěn)定、運行無噪音等優(yōu)點的擴(kuò)散吸收式制冷機(jī)作冷源，利用PLC模塊作為控制器。將蒸發(fā)管置于水中，依據(jù)空氣與不同溫度的水面直接接觸時有不同

3、的狀態(tài)變化過程原理，把加濕、除濕過程結(jié)合在一起，通過控制水溫來間接控制濕度，成功設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)緊湊的濕度控制系統(tǒng)。
　　(2)為了確定控制風(fēng)機(jī)的方式，最佳的發(fā)生器加熱功率以及恰當(dāng)?shù)腜LC控制方法首先開展了初步實驗，依據(jù)實驗結(jié)果得出控制風(fēng)機(jī)的最佳方法為當(dāng)達(dá)到程序設(shè)定命令時使其保持常開，最佳的加熱功率范圍為37W～80W，PLC宜采用PID模擬量輸出控制。接著對展柜內(nèi)相對濕度控制開展了實驗研究，實驗結(jié)果表明該濕度控制系統(tǒng)可使展柜內(nèi)相對

4、濕度在45％～65%之間連續(xù)可調(diào)并保持恒濕狀態(tài)，控制偏差均在允許范圍內(nèi)，最大控制偏差在±1.25%以內(nèi)，完全滿足不同文物保存時對濕度環(huán)境差異性的要求。
　　(3)為了研究提高空氣與水直接接觸時的熱濕交換效率的方法，以加快濕度控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，完善濕度控制系統(tǒng)的性能，借助數(shù)值模擬的方法對其進(jìn)行了探究。在深入分析了直接接觸式傳熱傳質(zhì)機(jī)理的基礎(chǔ)上建立了簡化的CFD模型，采用ANSYS Fluent對簡化的模型在穩(wěn)態(tài)工況下的傳熱傳質(zhì)進(jìn)行