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文物保存中选择恒湿还是恒温恒湿

恒湿机or恒温恒湿

 随着国家经济的发展和对文物重视程度的加深,恒温、恒湿越来越多的被应用到各类文物的保存中,其中最多的是博物馆等国家场馆,由二十年前的自然环境保存到十几年前的恒湿再到现在广泛被推广的恒温恒湿,文物的保存环境在一🧔步步的完善,这一点非常可喜。可作为使用者一方,到底是应该选择恒温恒湿还是只选择恒湿呢,有人说肯定是选择恒温恒湿,因为每一件文物都有一个最🔴适宜它的温度和湿度,在稳定的温度和湿度中保存能将文物的寿命延长的最长,这一点毋庸置疑。

可在实际选设备中是不是这样子呢,未必。

首先普及几个知识点:

1密封是恒湿的前提,调湿是调节空气中的水分含量,所以调节过程中柜子的换气率越小越好,目前一般文物柜可以做到24小时4次。

2保温是恒温的前提,这和冰箱的原理类似这里不再解释。

3文物保存的最佳环境:无温度差、无湿度差、无风,无光照。

 

先说一下本文的结论:

1、柜子保温性良好用恒温恒湿,如库房文物储藏柜。

2、柜子保温性不好的用恒湿,如博物馆观赏柜。

这个结论是建立在当前市场上的文物展柜和环境控制器如下图的安装方式得出来的。

恒湿机

上图中文物柜子的上🤡方空间放置文物,下方空间放置环境控🧸制器,红色米字位置为温湿度监控点,环境控制器和文物空间由进回气口实现气体循环达到文物环境的恒温恒湿。

理论上来讲,这种系统可以实现柜内温湿度控制,前提是柜子严格密封和严格保温。但实际工程中与理论值往往差💧别巨大。

先说恒湿:按实际工程中柜子来计算(标注1),若实现内外湿度差20(标注2)个百分点,调湿机实际调节的空气量为每天15立方。则调湿机需要每天从/向空气中抽/65mL水,调湿机的风量仅需要4CMH(标注3,这样不仅能起到调节柜子湿度꧒的作用,这样的风量也可以𒁏保证柜子内部的湿度基本上是一样的,也不会对文物有任何损害。

再说恒温(标注4):按实际工程中5m3展柜来计算(标注5),以升温为例,由于柜体没有做保温,而钢板的导热性能良好,所以柜内温𒀰度分布大体上如下图红弧线所示,随着半径越大温度逐渐接近柜外温度(C点最高,A点最低),整个柜体的导热功率为250W/S.。即若实现A点高于环境温度1,则调温器最小的加热功率为250W。出口温度(C点)需要达到温升8.5℃(标注6)。

1、若以A点为监测点,若要达到A点温度高于柜外温度5℃,则需要调温器加热功率为250×5=1.258kW。出口处C点的温度高于环境温度为8.5×5=42.5℃。A点和C点的温差为42.5-💟5=37.5℃。可想而知将文物放置在这样的柜子里会是什么样的结果,这是理论最差值。

2、若以C点为监测点,若要达到C点温度高于柜外温度5℃,则需要调温器加热功率为250÷8.5×5=147W,这样的加热功率在A点温升为0.588℃,几乎可以忽略,这是理论最好值。

3、若以B点为监测点,则结😼果为A点和C点的中间值,具体值因为柜子机器的安装方式与B点的♚实际位置不同而不同。但此种做法也会使文物处在温度不稳定的环境中,就像气温不稳定人容易生病一样,反而不利于文物的保护。

以上仅考虑到了最好柜子上层的温度,在实际使用过程中调温器要放在下层狭小的空间内,取以上1和2的中间值700W计算,若要实现700W制冷,则调温器要有相应的热量输出,以当前空调行业能效比中值3.0计算,调温器要在柜子的下层输出910W的热量,这样的功率对这样小的空间是很难承受的,这也是专业调温装置空调的外机都放在室外的原因。

恒温恒湿机 

 

所以综合以上原因,我们不建议没有保温层的文物柜选择恒温设备,有恒湿就足够了。

 

标注1:柜子容积为5m3,换气量为4/天。

标注2:此处为平均湿度差,实际在0--50之间。

标注3:人正常呼吸的风量为1CMH

标注4:本文按无保温薄钢板陈列柜计算,因为有保温的柜子保温效果差异明显导致计算结果差异巨大。

标注5:按柜体长××高为2880mm×800mm×2200mm板厚1.2mm计算。

标注6:以一般小型恒温恒湿机出风量85m3/H计算。


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