博物館文物保存過程中相對濕度對文物的影響尤其重要,因此針對目前小型展柜廣泛采用的半導(dǎo)體制冷存在制冷量小的缺點,結(jié)合斯特林制冷機制冷量大、壽命長、安全可靠等優(yōu)點,設(shè)計并搭建了一臺基于斯特林制冷的文物恒濕展柜裝置,實現(xiàn)對微環(huán)境中相對濕度的精確調(diào)節(jié)。將斯特林制冷機的冷頭置于優(yōu)化設(shè)計的水槽中用于控制水溫,采用空氣與水直接接觸的方式控制展柜內(nèi)空氣濕度。結(jié)果表明:使用散熱片以及小型循環(huán)水泵可以大幅提升冷頭與水之間的換熱效率;合理的風(fēng)機控制策略可以有效提升展柜濕度調(diào)節(jié)速度,維持濕度穩(wěn)定,降低系統(tǒng)能耗;展柜內(nèi)的相對濕度在45.0%～65.0%之間連續(xù)可調(diào),并能保持穩(wěn)定。 

【文章來源】：化工學(xué)報. 2020,71(S1)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

冷頭加裝散熱片結(jié)構(gòu)

基于斯特林制冷的恒濕展柜裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括展柜、機箱、送/回風(fēng)口、水槽、斯特林制冷機、展柜內(nèi)外溫濕度傳感器、鉑電阻溫度計、數(shù)據(jù)采集儀和計算機。展柜由厚度為0.01 m的玻璃構(gòu)成，其長、寬、高分別為0.6 m、0.6 m和1 m，展柜內(nèi)采用對角線下送下回的送風(fēng)方式。將斯特林制冷機的冷頭作為冷源置于水槽中，通過冷頭與水直接接觸換熱來控制水溫，展柜內(nèi)空氣在風(fēng)機的作用下通過回風(fēng)口進入水槽，與水面直接接觸，利用空氣與水面之間的熱質(zhì)交換調(diào)節(jié)展柜內(nèi)空氣的相對濕度，經(jīng)處理后的空氣經(jīng)送風(fēng)口送回展柜。將斯特林制冷機和水槽整合置于展柜下方的機箱內(nèi)，機箱的左右側(cè)板可拆卸，整體結(jié)構(gòu)緊湊，方便調(diào)試。在展柜內(nèi)外分別布置VAISALA HTM100的溫濕度傳感器測量展柜內(nèi)外空氣的溫度和相對濕度，在實驗范圍內(nèi)其精度分別為±1.5%和±0.2℃，水槽中采用精度為±0.2℃的鉑電阻Pt100測量水溫，所有采集的數(shù)據(jù)通過Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀傳送至計算機端進行處理。斯特林制冷機通過電路板傳遞功率、溫度等信號給可觸摸控制顯示屏，通過顯示屏控制制冷機的運行狀態(tài)和目標(biāo)值。

本實驗選用某公司生產(chǎn)的自由活塞式斯特林制冷機作為冷源，其實物如圖2所示，主要由冷端、熱端、鋁散熱器和散熱風(fēng)扇等部分組成，該制冷機體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，移動方便，溫度控制迅速精確，噪聲小，制冷量大，使用氦氣作為制冷劑，安全環(huán)保。另外，該斯特林制冷機自帶控制電路板，小巧輕便，附有可觸摸顯示屏，可實現(xiàn)簡單精準(zhǔn)控制。1.2 空氣處理裝置


本文編號：3040264