CN204438371U - 馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，该系统整体架构分馆藏文物展示区、净化系统、恒温恒湿系统、控制单元4部分，主要作用是自动调节馆藏文物微环境的空气质量，自动调节馆藏文物微环境的温湿度，保障文物展存环境。本实用新型采用新型净化系统和湿度控制系统，降低系统运行噪音、能耗，提高控制精度及人性化操作，合理设计并布局反馈传感器测量探头最佳测量和控制位置，以湿度控制优先的准则，使系统达到最优控制之目的，实现高度智能化洁净控制功能。

Description

馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统

技术领域

本实用新型涉及馆藏文物微环境调节领域，尤其涉及一种馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统。

背景技术

中国是世界文明古国之一，有着悠久的历史和丰富的文化遗产，这些文化遗产大都以遗物、遗址、遗迹等形式保留下来，这就是我们大家现在所说的文物。文物展柜作为文物的重要载体，其功能在于是展厅环境的重要组成部分，自身要美观。但是珍贵文物的保存和展示对环境要求非常高，外界环境因素会影响文物的保存，比如温度，湿度，光辐射，空气污染物，微生物等，这些都会对文物产生破坏作用。

经统计，国内博物馆约4000多家，大多数博物馆的馆藏文物未受到有效保护，腐蚀、损坏现象严重。绝大多数博物馆采用大环境温湿度调控，如展厅内安装空调，调节展厅内温湿度，把这种大环境下的调温调湿当作文物储藏的“有利环境”，稍微大型的博物馆，不仅对展厅内控温控湿，甚至对参观人员进行严格控制，限定人流。而针对有害气体的处理，一种是熏蒸消毒，另一种就是选用生物质复合净化材料对微环境的酸性气体、VOC气体等进行抑制。而博物馆大环境调温调湿控制，只能基本保障整个展厅内恒温恒湿，但对单一展柜内微环境调节精确度不够，而且，不能对有害气体进行有效调控。加入生物质复合净化材料虽然能有效抑制有害气体的滋生，但由于不能自动化控制，对材料本身使用周期及寿命判断也成了疑难问题。

发明内容    

本实用新型是针对现有技术的不足，提供了一种馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，本实用新型采用新型净化系统和湿度控制系统，降低系统运行噪音、能耗，提高控制精度及人性化操作，合理设计并布局反馈传感器测量探头最佳测量和控制位置，以湿度控制优先的准则，使系统达到最优控制之目的，实现高度智能化洁净控制功能。

本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，包括馆藏文物展柜，所述展柜的文物展示区内设有第一温湿度传感器T1、微压差变送器PT1、气体传感器，所述展柜文物展示区设有进气口与出气口，所述展柜文物展示区的出气口与进气口之间通过管道依次连接有净化装置、温湿度调节装置、第二抽气泵P2，所述净化装置的进气口通过转换接头分别与展柜文物展示区的出气口、补气装置的出气口连接，所述转换接头的第一端通过管道与净化装置的进气口连接，所述转换接头的第二端经第一三通电磁阀YV1与展柜文物展示区的出气口连接，所述转换接头的第三端经第二三通电磁阀YV2与补气装置的出气口连接，所述转换接头的第四端为反吹出气端，所述净化装置的出气口经第三三通电磁阀YV3、第四三通电磁阀YV4与温湿度调节装置的进气口连接，所述第三三通电磁阀YV3的第一端通过管道与净化装置的出气口连接，所述第三三通电磁阀YV3的第二端通过管道与第二三通电磁阀YV2的第二端连接，所述第二三通电磁阀YV2的第一端与补气装置的出气口连接，所述第二三通电磁阀YV2的第三端与转换接头的第三端连接，所述第三三通电磁阀YV3的第三端通过管道与第四三通电磁阀YV4的第一端连接，所述第三三通电磁阀YV3的第三端与第四三通电磁阀YV4的第一端之间的管道上设有第二温湿度传感器T2，所述第四三通电磁阀YV4的第二端、第三端分别与温湿度调节装置的两进气口连接，所述温湿度调节装置包括相互独立的储水室、除湿室、温控室，所述储水室内设有超声雾化器，所述除湿室内设有除湿机和第四温湿度传感器T4，所述温控室设有加热器Z2和第三温湿度传感器T3，所述储水室设有的干气入口通过管道与第四三通电磁阀YV4的第二端连接，所述储水室设有的湿气出口通过管道与除湿室设有的湿气入口连接，所述除湿室设有的冷凝回水出口通过管道与储水室设有的冷凝回水入口连接，所述除湿室设有的干气入口通过管道与第四三通电磁阀YV4的第三端连接，所述除湿室设有的气体出口通过管道与温控室的气体入口连接，所述除湿室设有的气体出口经第二抽气泵P2与展柜文物展示区的进气口连接。

所述第一三通电磁阀YV1的第一端与展柜文物展示区的出气口连接，所述第一三通电磁阀YV1的第二端与转换接头的第二端连接，所述第一三通电磁阀YV1的第三端为取样尾气端。

所述转换接头的第四端通过阀门与一反吹气体收集装置连接。

所述补气装置包括第一抽气泵P1，所述第一抽气泵P1的入气端设有第二粉尘过滤器，第一抽气泵P1的出气端与第二三通电磁阀YV2的第一端连接。

所述净化装置包括空气净化器和第一粉尘过滤器，所述第一粉尘过滤器的进气口通过管道与转换接头的第一端连接，所述第一粉尘过滤器的出气口通过管道与空气净化器的进气口连接，空气净化器的出气口通过管道与第三三通电磁阀YV3的第一端连接。

所述温湿度调节装置的出气口与第二抽气泵P2的入气端之间设有电磁阀SV1，所述第二抽气泵P2的出气端与展柜文物展示区的进气口之间设有温控开关WK1。

所述第一温湿度传感器T1、第二温湿度传感器T2、第三温湿度传感器T3、第四温湿度传感器T4、微压差变送器、气体传感器用于分别将采集信号传递给一控制单元，所述控制单元用于接收各传感器的采集信号，输出控制信号分别给第一抽气泵P1、第二抽气泵P2、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第三三通电磁阀、第四三通电磁阀、除湿机、加热器，控制第一抽气泵P1、第二抽气泵P2、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第三三通电磁阀、第四三通电磁阀、除湿机、加热器的工作状态。

所述除湿机为制冷器。

所述储水室内设有液位开关，所述液位开关用于将采集的液位信号传递给一控制单元，控制单元接收液位开关的液位信号，输出控制信号控制报警器进行报警提示。

本实用新型采用上述技术方案的有益效果为：展柜文物展示区微环境中的空气由出气口出来，经循环气泵进入净化及恒温恒湿系统后，依次通过粉尘过滤器和空气净化器进行净化处理，净化后的空气通过后续湿度控制模块处理后，再进入温控室进行恒温处理，最后通过出气口回到馆藏文物微环境中，达到净化、恒温、恒湿的目的。

本实用新型的净化及恒温恒湿系统具有有害气体净化功能、温湿度调节功能、微正压调节功能、净化装置自清洁功能、高温、高湿报警、低温、低湿报警及安全保护功能、加湿缺水报警功能。本实用新型可根据不同文物需求调节不同的环境参数，且适用于不同规格的展柜微环境净化及恒温恒湿调节。

微正压调节功能通过以下原理实现：馆藏文物微环境的空气流向存在一个微正压调节，气压差通过微压差变送器PT1测量。检测气压大于大气压力，通过打开抽气泵P1、第二三通电磁阀YV2将空气通过粉尘过滤器后抽入展柜微环境，增大展柜内气压，使展柜内气压微大约大气压力，检测气压小于大气压力，打开第一三通阀YV1，将微环境空气抽出进入净化-恒温恒湿系统。

有害气体净化功能通过以下原理实现：通过气体传感器检测馆藏文物微环境中的空气，通过控制三通阀YV1的开启将被污染的空气由进气口经循环气泵进入净化装置内后，通过粉尘过滤器和空气净化器进行净化处理，净化后的空气通过后续湿度控制模块处理后回到展柜中，达到净化的目的。

温湿度调节功能通过以下原理实现：采用先调节湿度，后调节温度方式。通过第一温湿度传感器T1检测馆藏文物微环境中的空气温度和湿度，通过控制第一三通阀YV1的开启将被污染的空气由进气口经循环气泵进入净化装置并净化完成后，打开第三三通电磁阀YV3，检测净化后的温湿度值T2，同时开启第四三通电磁阀YV4，当湿度值大于设定值，则进入除湿室除湿，当湿度值小于设定值，则进入水箱，进入加湿处理，处理完成后进入除湿室，检测除湿室内湿度参数T4，符合设定值，进入温控室，通过加热器加温，检测温度参数T3，打开电磁阀SV1，抽气泵P2，温控开关WK1，将净化-恒温恒湿后的气体抽入馆藏文物微环境系统。

净化装置自清洁功能通过以下原理实现：通过点击液晶触摸屏上的“自清洁”按钮，发出反吹指令，反吹气体收集处内用洁净氮气对净化装置进行反向吹扫清洁，实现净化装置的自清洁。反吹时，开启反吹流向开关和转接头，同时关闭工作气流与微正压气流。

恒温恒湿系统报警点：当检测到水箱内液位开关（开关量）动作时，发出液位低报警，在液晶显示器上显示。当检测到温湿度传感器T3信号，达到温度高、湿度高、温度低、湿度低设定值时，立即关闭抽气泵P2，切断温湿度不正常气体进入。

本实用新型还可根据不同文物需求调节不同的环境参数，且适用于不同规格的展柜微环境净化及恒温恒湿调节，通过自动对馆藏文物展示微环境的有害气体净化，温湿度调控，满足文物展存环境需求，尽可能阻止或延缓文物的物理或化学性质改变乃至最终恶化，达到长久保存文物的目的。

本实用新型采用新型净化系统和湿度控制系统，降低系统运行噪音、能耗，提高控制精度及人性化操作，合理设计并布局反馈传感器测量探头最佳测量和控制位置，以湿度控制优先的准则，使系统达到最优控制之目的，实现高度智能化洁净控制功能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路控制原理框图。

附图中，1为展柜，2为净化装置，3为温湿度调节装置，31为温控室，32为除湿室，33为储水室，4为转换接头，5为反吹气体收集装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

参见图1和图2，一种馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，包括馆藏文物展柜1，所述展柜的文物展示区为用于放置文物的密闭空间。所述展柜文物展示区内设有第一温湿度传感器T1、微压差变送器PT1、气体传感器。所述展柜文物展示区设有进气口与出气口，所述展柜文物展示区的出气口与进气口之间通过管道依次连接有净化装置2、温湿度调节装置3、第二抽气泵P2，所述净化装置2的进气口通过转换接头4分别与展柜文物展示区的出气口、补气装置的出气口连接。所述转换接头的第一端通过管道与净化装置的进气口连接。所述转换接头的第一端与净化装置的进气口之间的管道上设有QCM传感器。QCM传感器用于测量气体的污染物浓度。若气体的污染物超标，则使空气净化装置对空气进行净化。所述转换接头的第二端经第一三通电磁阀YV1与展柜文物展示区的出气口连接。所述第一三通电磁阀YV1的第一端与展柜文物展示区的出气口连接，所述第一三通电磁阀YV1的第二端与转换接头的第二端连接，所述第一三通电磁阀YV1的第三端为取样尾气端。所述转换接头的第三端经第二三通电磁阀YV2与补气装置的出气口连接，所述转换接头的第四端为反吹出气端。所述转换接头的第四端通过阀门与一反吹气体收集装置5连接。所述净化装置的出气口经第三三通电磁阀YV3、第四三通电磁阀YV4与温湿度调节装置的进气口连接，所述第三三通电磁阀YV3的第一端通过管道与净化装置的出气口连接，所述第三三通电磁阀YV3的第二端通过管道与第二三通电磁阀YV2的第二端连接，所述第二三通电磁阀YV2的第一端与补气装置的出气口连接。所述补气装置包括第一抽气泵P1，所述第一抽气泵P1的入气端设有第二粉尘过滤器，第一抽气泵P1的出气端与第二三通电磁阀YV2的第一端连接。所述第二三通电磁阀YV2的第三端与转换接头的第三端连接，所述第三三通电磁阀YV3的第三端通过管道与第四三通电磁阀YV4的第一端连接。所述第三三通电磁阀YV3的第三端与第四三通电磁阀YV4的第一端之间的管道上设有第二温湿度传感器T2。所述第四三通电磁阀YV4的第二端、第三端分别与温湿度调节装置的两进气口连接。所述温湿度调节装置的出气口与第二抽气泵P2的入气端之间设有电磁阀SV1，所述第二抽气泵P2的出气端与展柜文物展示区的进气口之间设有温控开关WK1。所述温湿度调节装置包括相互独立的储水室33、除湿室32、温控室31。储水室、除湿室、温控室位于一个壳体中。所述储水室位于除湿室下部，所述除湿室位于温控室下部。所述储水室内设有超声雾化器和液位开关，所述除湿室内设有除湿机和第四温湿度传感器T4，所述温控室设有加热器Z2和第三温湿度传感器T3，所述储水室设有的干气入口通过管道与第四三通电磁阀YV4的第二端连接，所述储水室设有的湿气出口通过管道与除湿室设有的湿气入口连接，所述除湿室设有的冷凝回水出口通过管道与储水室设有的冷凝回水入口连接，所述除湿室设有的干气入口通过管道与第四三通电磁阀YV4的第三端连接，所述除湿室设有的气体出口通过管道与温控室的气体入口连接，所述除湿室设有的气体出口经第二抽气泵P2与展柜文物展示区的进气口连接。 所述除湿机采用制冷器Z1。所述除湿机为制冷器。

所述第一温湿度传感器T1、第二温湿度传感器T2、第三温湿度传感器T3、第四温湿度传感器T4、微压差变送器、液位开关、气体传感器用于分别将采集信号传递给一控制单元，所述控制单元用于接收各传感器的采集信号，输出控制信号分别给第一抽气泵P1、第二抽气泵P2、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第三三通电磁阀、第四三通电磁阀、除湿机、加热器，控制第一抽气泵P1、第二抽气泵P2、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第三三通电磁阀、第四三通电磁阀、除湿机、加热器、报警器的工作状态。QCM传感器用于测量气体的污染物浓度并传递给控制器。若气体的污染物超标，则控制器控制空气净化装置对空气进行净化。

所述净化装置包括空气净化器和第一粉尘过滤器，所述第一粉尘过滤器的进气口通过管道与转换接头的第一端连接，所述第一粉尘过滤器的出气口通过管道与空气净化器的进气口连接，空气净化器的出气口通过管道与第三三通电磁阀YV3的第一端连接。

所述控制单元包括CPU和液晶显示。该CPU的输入端分别采集四个温湿度传感器、液位开关、微压差变送器PT1、气体传感器的信号，分别输出控制信号控制两个抽气泵、四个三通电磁阀、电磁阀SV1、除湿机、加热器Z2，实现自动调节馆藏文物微环境的空气质量，自动调节馆藏文物微环境的温湿度，保障文物展存环境。

馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统原理是：展柜文物展示区（微环境）中的空气由出气口出来，经循环气泵进入净化及恒温恒湿系统后，依次通过粉尘过滤器和空气净化器进行净化处理，净化后的空气通过后续湿度控制模块处理后，再进入温控室进行恒温处理，最后通过出气口回到馆藏文物微环境中，达到净化、恒温、恒湿的目的。

本实用新型的净化及恒温恒湿系统具有有害气体净化功能、温湿度调节功能、微正压调节功能、净化装置自清洁功能、高温、高湿报警、低温、低湿报警及安全保护功能、加湿缺水报警功能。本实用新型可根据不同文物需求调节不同的环境参数，且适用于不同规格的展柜微环境净化及恒温恒湿调节。

微正压调节功能通过以下原理实现：馆藏文物微环境的空气流向存在一个微正压调节，气压差通过微压差变送器PT1测量。检测气压大于大气压力，通过打开抽气泵P1、第二三通电磁阀YV2将空气通过粉尘过滤器后抽入展柜微环境，增大展柜内气压，使展柜内气压微大约大气压力，检测气压小于大气压力，打开第一三通阀YV1，将微环境空气抽出进入净化-恒温恒湿系统。

有害气体净化功能通过以下原理实现：通过气体传感器检测馆藏文物微环境中的空气，通过控制三通阀YV1的开启将被污染的空气由进气口经循环气泵进入净化装置内后，通过粉尘过滤器和空气净化器进行净化处理，净化后的空气通过后续湿度控制模块处理后回到展柜中，达到净化的目的。

温湿度调节功能通过以下原理实现：采用先调节湿度，后调节温度方式。通过第一温湿度传感器T1检测馆藏文物微环境中的空气温度和湿度，通过控制第一三通阀YV1的开启将被污染的空气由进气口经循环气泵进入净化装置并净化完成后，打开第三三通电磁阀YV3，通过第二温湿度传感器T2检测净化后的温湿度值T2，同时开启第四三通电磁阀YV4，当湿度值大于设定值，则进入除湿室除湿，当湿度值小于设定值，则进入水箱，进入加湿处理，处理完成后进入除湿室，检测除湿室内湿度参数T4，符合设定值，进入温控室，通过加热器加温，检测温度参数T3，打开电磁阀SV1，抽气泵P2，温控开关WK1，将净化-恒温恒湿后的气体抽入馆藏文物微环境系统。

净化装置自清洁功能通过以下原理实现：通过点击液晶触摸屏上的“自清洁”按钮，发出反吹指令，反吹气体收集处内用洁净氮气对净化装置进行反向吹扫清洁，实现净化装置的自清洁。反吹时，开启反吹流向开关和转接头，同时关闭工作气流与微正压气流。

恒温恒湿系统报警点：当检测到水箱内液位开关（开关量）动作时，发出液位低报警，在液晶显示器上显示。当检测到温湿度传感器T3信号，达到温度高、湿度高、温度低、湿度低设定值时，立即关闭抽气泵P2，切断温湿度不正常气体进入。

本实用新型采用新型净化系统和湿度控制系统，降低系统运行噪音、能耗，提高控制精度及人性化操作，合理设计并布局反馈传感器测量探头最佳测量和控制位置，以湿度控制优先的准则，使系统达到最优控制之目的，实现高度智能化洁净控制功能。

Claims (9)

1.一种馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：包括馆藏文物展柜，所述展柜的文物展示区内设有第一温湿度传感器（T1）、微压差变送器(PT1)、气体传感器，所述展柜文物展示区设有进气口与出气口，所述展柜文物展示区的出气口与进气口之间通过管道依次连接有净化装置、温湿度调节装置、第二抽气泵（P2），所述净化装置的进气口通过转换接头分别与展柜文物展示区的出气口、补气装置的出气口连接，所述转换接头的第一端通过管道与净化装置的进气口连接，所述转换接头的第二端经第一三通电磁阀（YV1）与展柜文物展示区的出气口连接，所述转换接头的第三端经第二三通电磁阀（YV2）与补气装置的出气口连接，所述转换接头的第四端为反吹出气端，所述净化装置的出气口经第三三通电磁阀（YV3）、第四三通电磁阀（YV4）与温湿度调节装置的进气口连接，所述第三三通电磁阀（YV3）的第一端通过管道与净化装置的出气口连接，所述第三三通电磁阀（YV3）的第二端通过管道与第二三通电磁阀（YV2）的第二端连接，所述第二三通电磁阀（YV2）的第一端与补气装置的出气口连接，所述第二三通电磁阀（YV2）的第三端与转换接头的第三端连接，所述第三三通电磁阀（YV3）的第三端通过管道与第四三通电磁阀（YV4）的第一端连接，所述第三三通电磁阀（YV3）的第三端与第四三通电磁阀（YV4）的第一端之间的管道上设有第二温湿度传感器（T2），所述第四三通电磁阀（YV4）的第二端、第三端分别与温湿度调节装置的两进气口连接，所述温湿度调节装置包括相互独立的储水室、除湿室、温控室，所述储水室内设有超声雾化器，所述除湿室内设有除湿机和第四温湿度传感器（T4），所述温控室设有加热器（Z2）和第三温湿度传感器（T3），所述储水室设有的干气入口通过管道与第四三通电磁阀（YV4）的第二端连接，所述储水室设有的湿气出口通过管道与除湿室设有的湿气入口连接，所述除湿室设有的冷凝回水出口通过管道与储水室设有的冷凝回水入口连接，所述除湿室设有的干气入口通过管道与第四三通电磁阀（YV4）的第三端连接，所述除湿室设有的气体出口通过管道与温控室的气体入口连接，所述除湿室设有的气体出口经第二抽气泵（P2）与展柜文物展示区的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：所述第一三通电磁阀（YV1）的第一端与展柜文物展示区的出气口连接，所述第一三通电磁阀（YV1）的第二端与转换接头的第二端连接，所述第一三通电磁阀（YV1）的第三端为取样尾气端。

3.根据权利要求1所述的馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：所述转换接头的第四端通过阀门与一反吹气体收集装置连接。

4.根据权利要求1所述的馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：所述补气装置包括第一抽气泵（P1），所述第一抽气泵（P1）的入气端设有第二粉尘过滤器，第一抽气泵（P1）的出气端与第二三通电磁阀（YV2）的第一端连接。

5.根据权利要求1所述的馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：所述净化装置包括空气净化器和第一粉尘过滤器，所述第一粉尘过滤器的进气口通过管道与转换接头的第一端连接，所述第一粉尘过滤器的出气口通过管道与空气净化器的进气口连接，空气净化器的出气口通过管道与第三三通电磁阀（YV3）的第一端连接。

6.根据权利要求1所述的馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：所述温湿度调节装置的出气口与第二抽气泵（P2）的入气端之间设有电磁阀（SV1），所述第二抽气泵（P2）的出气端与展柜文物展示区的进气口之间设有温控开关（WK1）。

7.根据权利要求1所述的馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：所述第一温湿度传感器（T1）、第二温湿度传感器（T2）、第三温湿度传感器（T3）、第四温湿度传感器（T4）、微压差变送器、气体传感器用于分别将采集信号传递给一控制单元，所述控制单元用于接收各传感器的采集信号，输出控制信号分别给第一抽气泵（P1）、第二抽气泵（P2）、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第三三通电磁阀、第四三通电磁阀、除湿机、加热器，控制第一抽气泵（P1）、第二抽气泵（P2）、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第三三通电磁阀、第四三通电磁阀、除湿机、加热器的工作状态。

8.根据权利要求1或7所述的馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：所述除湿机为制冷器。

9.根据权利要求1所述的馆藏文物微环境调节的净化及恒温恒湿系统，其特征在于：所述储水室内设有液位开关，所述液位开关用于将采集的液位信号传递给一控制单元，控制单元接收液位开关的液位信号，输出控制信号控制报警器进行报警提示。