用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统，它包括储水箱(6)、单片机、设置第一环境(4)的第一半导体制冷片(2)、第一风机(1)、第一电加热器(3)、第一加湿蒸发器(7)，以及设置第二环境(11)的第二半导体制冷片(13)、第二风机(8)、第二加湿蒸发器(10)；所述第一半导体制冷片(2)和第二半导体制冷片(13)分别通过冷凝管与储水箱(6)连接，所述第一加湿蒸发器(7)的进水管通过第一水泵(12)与储水箱(6)连接。为博物馆文物密集储藏柜提供环境调湿处理，保持文物保存环境清洁、稳定，在完成微环境湿度调控的目的过程中设备不需加水、排水。
【专利说明】用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及馆藏文物保存环境调控领域，具体涉及一种用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统及其方法。
【背景技术】
[0002]在馆藏文物保存环境中，温度和湿度是所有研究工作的基础，他们是直接或间接影响文物的物理、化学、生物作用的两个基本条件。其中湿度调控对于文物保存尤为重要。湿度对文物的破坏机制可以分为物理破坏、化学破坏以及生物破坏。
[0003]湿度对文物的物理破坏表现为:湿度高时，对于吸湿性较强的有机材料或者有细胞结构的文物吸收外界水分而发生体积膨胀；当湿度低时，某些物质就会脱水，造成文物干裂，材料脆化等。
[0004]湿度对文物的化学破坏表现为:由于水能够附着于大多数物质的表面，或者侵入部分物质的内部。水是一种较好的极性溶剂，易溶解空气中的酸性物质，加快金属物质腐蚀，以及造成织物、纸质物等褪色或变色；湿度较高时，还会加快环境中光化学反应速度。
[0005]虽然温度对于文物的保存也有十分重要的影响，但是对于文物保存微环境来说，微环境内部的温度是有其外部的环境决定的，微环境内部温度并不能独立于外界环境而独立存在，因此没有提出对文物保存微环境进行专门的调控。但在对微环境进行湿度调控时，特别是对微环境通过制冷、循环的手段进行除湿操作时，会影响空气的温度，所以必须考虑该过程对微环境温度的影响。
[0006]生物腐蚀同样对于文物保存构成重要危害、危险，特别是由蛋白质、染料、纤维等有机物构成的文物，其自身是微生物赖以生存的营养物质。空气中相对/绝对湿度对于空气中携带微生物的存活量至关重要。不同微生物其最适应的湿度各不相同，但总的来说，湿度越高越是适合微生物增长。
[0007]另一方面，博物馆馆藏微环境中的污染物如颗粒污染物，微生物污染物，以及气态污染物对文物的破坏作用也十分明显，且这些污染物的来源广泛，如展柜(储存柜等)与其外部博物馆环境进行空气交换，展柜(储存柜等)的材料释放出的气体等。这些污染物都会影响文物的保存。
[0008]目前国内文物保护缺乏有效的环境监测、调控手段，现有的调湿器作用受外环境影响大，维护工作量大，需考虑调湿过程中为储水箱加水、排水的问题，在现有博物馆展厅、展柜布置的条件下或新建时，需布设供水、排水管线，这在文物保护中是不允许的。人工进行加水、排水工作量较大，且易造成对微环境稳定性的影响。
【发明内容】
[0009]本发明克服了现有技术的不足，提供一种用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统及其方法，便于博物馆微环境调湿处理。
[0010]考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案:
[0011]一种用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统，它包括储水箱、单片机、设置第一环境的第一半导体制冷片、第一风机、第一电加热器、第一加湿蒸发器，以及设置第二环境的第二半导体制冷片、第二风机、第二加湿蒸发器；所述第一半导体制冷片和第二半导体制冷片分别通过冷凝管与储水箱连接，所述第一加湿蒸发器的进水管通过第一水泵与储水箱连接，所述第二加湿蒸发器通过第二水泵与储水箱连接；所述储水箱内设置液位计；所述单片机分别与所述第一半导体制冷片、第一风机、第一电加热器、第一加湿蒸发器、第二半导体制冷片、第二风机、第二加湿蒸发器、液位计数据传输连接。
[0012]为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是:
[0013]根据本发明的一个实施方案，所述第一电加热器为PTC电加热器。
[0014]本发明还可以是:
[0015]一种环境空气智能调湿方法，它包括:
[0016]在第一环境内湿度高于设定值的情况下，第一风机和第一半导体制冷片工作，当制冷达到空气冷凝点温度时，第一环境内部空气经第一半导体制冷片的制冷面冷凝，冷凝水经冷凝管进入储水箱；当第一环境内循环气流温度波动超出设定范围时，启动第一电加热器用于小气流温度波动；
[0017]在第一环境内湿度达到设定值的情况下，第一风机、第一半导体制冷片停止工作；
[0018]在储水箱水位高过设定值的情况下，第二风机和第二水泵工作，储水箱的冷凝水通过第二水泵进入第二加湿蒸发器，从而对第二环境的循环风进行加湿，带走第一环境己除湿的冷凝水，当储水箱水位低于设定值时，第二风机和第二水泵停止工作；
[0019]在第一环境内湿度低于设定值的情况下，第一风机、第一加湿蒸发器和第一水泵工作，第一环境内部空气经过第一加湿蒸发器进行第一环境加湿调控；当第一环境内湿度达到设定值时，第一风机、第一水泵停止工作，从而停止对第一环境加湿；
[0020]在储水箱水位低于设定值的情况下，第二风机和第二半导体制冷片工作，外部空气经第二环境的第二半导体制冷片的制冷面冷凝，冷凝水经冷凝管进入储水箱；当储水箱水位高过设定值时，第二风机和第二半导体制冷片停止工作。
[0021 ] 与现有技术相比，本发明的有益效果之一是:
[0022]本发明的一种用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统及其方法，其专门为博物馆微环境提供调湿处理，可用于为博物馆中心展柜、墙面柜以及博物馆文物密集储藏柜提供环境调湿处理，保持文物保存环境清洁、稳定；在完成微环境湿度调控的目的过程中设备不需加水、排水；本发明也可用于其他需要进行调湿的环境中。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
[0024]图1示出了根据本发明一个实施例的用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统结构示意图。
[0025]其中，附图中的附图标记所对应的名称为:
[0026]I 一第一风机,2 —第一半导体制冷片,3 —第一电加热器,4 一第一环境,5 —第一半导体制冷片的制冷面，6 —水箱，7 —第一加湿蒸发器，8 —第二风机，9 一第二水泵，10 -第二加湿蒸发器，11 一第二环境，12 一第一水泵，13 一第二半导体制冷片，14 一第二半导体制冷片的制冷面，15 一液位计。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0028]本实施例针对文物保护中的博物馆微环境、净化-调湿、集成调控装备研发的要求，采用半导体制冷除湿及加湿膜蒸发器加湿的原理设计，针对微环境的的智能调湿设备，其原理见附图1，图1示出了根据本发明一个实施例的用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统结构示意图。一种用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统，其特征在于它包括储水箱6、单片机、设置第一环境4的第一半导体制冷片2、第一风机1、第一电加热器3、第一加湿蒸发器7，以及设置第二环境11的第二半导体制冷片13、第二风机8、第二加湿蒸发器10 ;所述第一半导体制冷片2和第二半导体制冷片13分别通过冷凝管与储水箱6连接，所述第一加湿蒸发器7的进水管通过第一水泵12与储水箱6连接，所述第二加湿蒸发器10通过第二水泵9与储水箱6连接；所述储水箱6内设置液位计15 ;所述单片机分别与所述第一半导体制冷片2、第一风机1、第一电加热器3、第一加湿蒸发器7、第二半导体制冷片13、第二风机8、第二加湿蒸发器10、液位计15数据传输连接。
[0029]所述第一电加热器3可以为PTC电加热器。
[0030]一种环境空气智能调湿方法，它包括:
[0031]在第一环境4内湿度高于设定值的情况下，第一风机I和第一半导体制冷片2工作，当制冷达到空气冷凝点温度时，第一环境4内部空气经第一半导体制冷片2的制冷面5冷凝，冷凝水经冷凝管进入储水箱6 ;当第一环境4内循环气流温度波动超出设定范围时，启动第一电加热器7用于小气流温度波动；
[0032]在第一环境4内湿度达到设定值的情况下，第一风机1、第一半导体制冷片2停止工作；
[0033]在储水箱6水位高过设定值的情况下，第二风机8和第二水泵9工作，储水箱6的冷凝水通过第二水泵9进入第二加湿蒸发器10，从而对第二环境11的循环风进行加湿，带走第一环境4己除湿的冷凝水，即储水箱6中的水，当储水箱6水位低于设定值时，第二风机8和第二水泵9停止工作；
[0034]在第一环境4内湿度低于设定值的情况下,第一风机1、第一加湿蒸发器7和第一水泵12工作，第一环境4内部空气经过第一加湿蒸发器7进行第一环境4加湿调控；当第一环境4内湿度达到设定值时，第一风机1、第一水泵12停止工作，从而停止对第一环境4加湿；
[0035]在储水箱6水位低于设定值的情况下，第二风机8和第二半导体制冷片13工作，外部空气经第二环境11的第二半导体制冷片13的制冷面14冷凝，冷凝水经冷凝管进入储水箱6 ;当储水箱6水位高过设定值时，第二风机8和第二半导体制冷片13停止工作。
[0036]以上实施中通过双风道调控的方式解决目前存在的问题，即通过对外围环境气体的除湿、加湿调节来解决微环境需加湿、除湿所需的加水、排水需求。当微环境需除湿调控时，除湿系统的冷凝水，进入外循环通道，经蒸发作用，增加外循环气体湿度，带出冷凝水；出当微环境需加湿时，加湿器所需水源不足时，通过外循环，对外循环气体进行冷凝，获得冷凝水，进入微环境的加湿循环回路，进行蒸发，对微环境气体进行加湿调控。
[0037]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
[0038]在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
[0039]尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【权利要求】
1.一种用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统，其特征在于它包括储水箱(6)、单片机、设置第一环境(4)的第一半导体制冷片(2)、第一风机(I)、第一电加热器(3)、第一加湿蒸发器(7)，以及设置第二环境(11)的第二半导体制冷片(13)、第二风机(8)、第二加湿蒸发器(10);所述第一半导体制冷片(2)和第二半导体制冷片(13)分别通过冷凝管与储水箱(6)连接，所述第一加湿蒸发器(7)的进水管通过第一水泵(12)与储水箱(6)连接，所述第二加湿蒸发器(10)通过第二水泵(9)与储水箱(6)连接；所述储水箱(6)内设置液位计(15);所述单片机分别与所述第一半导体制冷片(2)、第一风机(I)、第一电加热器(3)、第一加湿蒸发器(7)、第二半导体制冷片(13)、第二风机(8)、第二加湿蒸发器(10)、液位计(15)信号传输连接。
2.根据权利要求1所述的用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿系统，其特征在于所述第一电加热器(3)为PTC电加热器。
3.一种用于馆藏文物保存环境的空气智能调湿方法，其特征在于它包括: 在第一环境(4)内湿度高于设定值的情况下，第一风机(I)和第一半导体制冷片(2)工作，当制冷达到空气冷凝点温度时，第一环境(4)内部空气经第一半导体制冷片(2)的制冷面(5)冷凝，冷凝水经冷凝管进入储水箱(6);当第一环境(4)内循环气流温度波动超出设定范围时，第一电加热器(X)工作； 在第一环境(4)内湿度达到设定值的情况下，第一风机(I)、第一半导体制冷片(2)停止工作； 在储水箱(6)水位高过设定值的情况下，第二风机(8)和第二水泵(9)工作，储水箱(6)的冷凝水通过第二 水泵(9)进入第二加湿蒸发器(10)，从而对第二环境(11)的循环风进行加湿，带走储水箱(6)的冷凝水，当储水箱(6)水位低于设定值时，第二风机(8)和第二水泵(9)停止工作； 在第一环境(4)内湿度低于设定值的情况下，第一风机(I)、第一加湿蒸发器(7)和第一水泵(12)工作，第一环境(4)内部空气经过第一加湿蒸发器(7)进行第一环境(4)加湿调控；当第一环境(4)内湿度达到设定值时，第一风机(I)、第一水泵(12)停止工作，从而停止对第一环境(4)加湿； 在储水箱(6)水位低于设定值的情况下，第二风机(8)和第二半导体制冷片(13)工作，外部空气经第二环境(11)的第二半导体制冷片(13)的制冷面(14)冷凝，冷凝水经冷凝管进入储水箱(6);当储水箱(6)水位高过设定值时，第二风机(8)和第二半导体制冷片(13)停止工作。
【文档编号】F24F5/00GK104075396SQ201410317617
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】刘昱博, 朱民, 李虎, 王新峰, 田先清, 邵伟, 陆蔺辉, 曹志伟, 曹磊 申请人:中国工程物理研究院化工材料研究所