珍藏品储藏展示微环境维持系统的制作方法

本实用新型涉及一种珍藏品储藏展示微环境维持系统，属于文物馆藏环境领域。

背景技术：

我国博物馆文物储藏量巨大。据统计，全国约有51％的馆藏文物存在不同程度的腐蚀霉变，造成的损失难以估量，储存环境亟待改善。

微环境是指能够通过地点和一组环境指标来明确定义的环境，该环境指标可以测量得到。在这个环境内，各环境指标都能采用统一参数来描述。就文物保护而言，文物微环境指的是一个存放空间，如博物馆的展柜和储藏窒等小型密闭空间。研究表明，文物对其微环境内的温度、相对湿度、光照强度和有害气体浓度等环境指标十分敏感，特别是温度和相对湿度。因此，需对文物的存放微环境进行控制。

目前的文物存放微环境一般通过空气温湿度控制来维持相对恒定的温度和湿度，是通过空气的对流换热方式实现温湿度调节，如采用专用空调，对于对空气敏感的文物，如容易氧化的以纸为载体的绘画、书法等文物，会造成实质性损坏。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种珍藏品储藏展示微环境维持系统及方法，通过温度可调的相变微环境柜维持其内储藏展示的珍藏品的温度，通过辐射换热方式和/或氮气控温湿过滤装置调节和维持温湿度，有利于对空气敏感的文物的长期安全保藏。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种珍藏品储藏展示微环境维持系统，包括珍品馆藏区，所述珍品馆藏区与外界热隔绝，维持有第一温度范围，并相对于外界保持正压；所述珍品馆藏区内布设有多个相变微环境柜，各所述相变微环境柜面向观众的柜面具有第一固液相变温度，其他柜面具有第二固液相变温度，所述第一固液相变温度＜所述第一温度范围＜所述第二固液相变温度，其内部从下至上依次设有蓄冷保温箱体和珍藏品储藏展示基座。

进一步地，各所述相变微环境柜内的温度维持在第二温度，所述第二温度位于所述第一温度范围内。

进一步地，各所述相变微环境柜连通至氮气控温湿过滤装置，以通过充入具有设定温度的氮气来维持所述第二温度。

进一步地，各所述相变微环境柜内设有热成像仪，所述热成像仪的信号输出端电连接至控制器，以实时监测所述珍藏品。

进一步地，各所述相变微环境柜为由多块蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i和多块蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii围合而成的立方体；各所述蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i内填充有具有所述第二固液相变温度的相变蓄能材料i，各所述蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii内填充有具有所述第一固液相变温度的相变蓄能材料ii，所述相变蓄能材料i内及所述相变蓄能材料ii内均安装有换热盘管和温度传感器，所述换热盘管连接至外部冷热源，所述外部冷热源和温度传感器分别电连接至控制器，所述控制器适于根据所述温度传感器的温度检测值、相变蓄能材料i的温度期望值及相变蓄能材料ii的温度期望值控制所述外部冷热源的开关，以通过所述换热盘管调节相变蓄能材料i及相变蓄能材料ii的温度。

进一步地，所述蓄冷保温箱体内部填充有具有第三固液相变温度的相变蓄能材料iii，所述第三固液相变温度＞所述第二固液相变温度；所述相变蓄能材料iii内安装有换热盘管和温度传感器，所述换热盘管连接至外部冷热源，所述外部冷热源及温度传感器分别电连接至控制器，所述控制器适于根据所述温度传感器的温度检测值和相变蓄能材料iii的温度期望值控制所述外部冷热源的开关，以通过所述换热盘管调节相变蓄能材料iii的温度。

进一步地，所述氮气控温湿过滤装置包括氮气钢瓶、钢瓶进气口、加热制冷盘管、氮气抽气管、流量控制阀、电磁阀、氮气浓度计和加湿过滤组件；其中，所述氮气钢瓶内储存有液氮，当液氮消耗完后，通过钢瓶进气口重新充注；所述加热制冷盘管采用外接冷热工质对氮气进行加热或制冷，调节进入所述相变微环境柜内的氮气温度；通过加热制冷盘管处理后的氮气进入加湿过滤组件进一步加湿和过滤，使得进入相变微环境柜内的氮气湿度和洁净度均满足预设值；氮气通过加湿过滤组件后依次经过流量控制阀及电磁阀进入相变微环境柜，再通过氮气抽气管从相变微环境柜抽出，经过外接氮气循环系统后再由钢瓶进气口压回到氮气钢瓶。

通过上述技术方案，本实用新型至少可实现以下有益效果：

1、在不通过外部送风的情况下，采用蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板进行辐射换热控温，对保持相变微环境柜内热环境进行控制，避免了送风控温技术中由于风速导致珍藏品表面实际温湿度与四周空气温湿度不同、珍藏品表面恒温恒湿控制失败的情况，提高了相变微环境柜内恒温恒湿和珍藏品表面恒温恒湿的稳定性，显著改善了珍藏品保藏质量。

2、在通过外部送风的情况下，使用氮气控温湿过滤装置提供的氮气替代空气送风，起到保持珍藏品的化学性质稳定，防止珍藏品表面被空气氧化而破坏的作用。

3、为了保证辐射换热控温的环境的稳定性和完整性，同时考虑到珍藏品的保藏观察和观众观赏的便捷性，采用填充了两种具有不同固液相变温度的相变蓄能材料的蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板，在工作温度16.5℃下，面向观众的蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii内填充的相变蓄能材料ii为透明状态，在辐射精确控温的同时便于观察，解决了现有的珍藏品储藏柜、环控柜的玻璃观察板无法控温而保温柜板无法观察的问题，而在不需要观察的靠墙的面和顶面，采用蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i，其内填充的相变蓄能材料i的相变温度高于相变蓄能材料ii的相变温度，在辐射控温时保持固态及不透明状态，相变蓄能材料ii固态变液态时具有很强的瞬间吸热能力和冷负荷瞬时输出能力，可应对墙面突然温度变化导致的温度瞬时波动。

附图说明

图1为本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统一个实施例的平面布置图。

图2为本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统一个实施例中相变微环境柜的立面图。

图3为本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统一个实施例中相变微环境柜的横截面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的实施方案进行详细说明，以便本领域的技术人员能够实施本实用新型。

如图1-3所示，本实用新型的珍藏品储藏展示微环境维持系统的一个实施例，包括珍品馆藏区4，所述珍品馆藏区4与外界热隔绝，维持有第一温度范围，并相对于外界保持正压；所述珍品馆藏区4内布设有多个相变微环境柜10，各所述相变微环境柜10面向观众的柜面具有第一固液相变温度，其他柜面具有第二固液相变温度，所述第一固液相变温度＜所述第一温度范围＜所述第二固液相变温度，其内部从下至上依次设有蓄冷保温箱体14和珍藏品储藏展示基座13。

具体地，如图1所示，珍品馆藏区4由加厚保温砌块隔墙1围合而成，珍品馆藏区4与外界通过双层密闭防火保温门2及加压缓冲区3隔开，珍品馆藏区4和加压缓冲区3内设有恒温恒湿空调装置和空气净化装置，以将珍品馆藏区4的温度维持在期望的第一温度范围16℃-17℃。珍品馆藏区4和加压缓冲区3相对外部保持正压，其中，加压缓冲区3的气压高于珍品馆藏区4的气压10pa-15pa，以防止外部温湿度和洁净度不适宜的空气侵入珍品馆藏区4。

相变微环境柜10是四周封闭的长方体，仅在取放珍藏品42时打开，平时使用锁具锁死，其面向观众的柜面具有第一固液相变温度，如15℃，其他柜面，如靠墙的面及顶面，具有第二固液相变温度，如17℃，在平时的微环境维持工况下，将相变微环境柜10内的温度维持在第二温度，该第二温度一般在第一温度范围内，如第二温度取值16.5℃，其位于第一温度范围16℃-17℃内。由于16.5℃＞15℃，则此时面向观众的柜面处于液相透明状态，便于保藏观察和观众观赏。由于16.5℃＜17℃，则其他柜面处于固相不透明状态。

相变微环境柜10内部从下至上依次设有蓄冷保温箱体14和珍藏品储藏展示基座13，二者叠加，形成珍藏品42的承载结构。

在本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统的一个实施例中，如图1所示，各所述相变微环境柜10内设有热成像仪19，所述热成像仪19的检测信号输出端电连接至控制器38，其适于实时检测所述珍藏品42的表面温度，还具有对珍藏品42进行拍摄监控的作用，安保人员可远程通过热成像仪19拍摄的图像监控文物是否在珍藏品储藏基座13上，防止被盗。并且，在特殊情况下，热成像仪19可识别出从外部刚刚放入的物品并报警，因为该物品温度与相变微环境柜10内的温度不同，防止珍藏品42被掉包。

在本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统的一个实施例中，所述蓄冷保温箱体14内部填充有具有第三固液相变温度的相变蓄能材料iii15，所述第三固液相变温度＞所述第二固液相变温度，如，第三固液相变温度取18℃，第二固液相变温度取17℃；所述相变蓄能材料iii15内安装有换热盘管7和温度传感器12，所述换热盘管7连接至外部冷热源，所述外部冷热源及温度传感器12分别电连接至控制器38，所述控制器38适于根据所述温度传感器12的温度检测值和相变蓄能材料iii15的温度期望值控制所述外部冷热源的开关，以通过所述换热盘管7调节相变蓄能材料iii15的温度。

具体地，如图1所示，蓄冷保温箱体14为内衬聚氨酯板箱体14，其由金属面板和保温泡沫板组合安装而成，内部填充有相变蓄能材料iii15，具有18℃的第三固液相变温度，在18℃以下均保持固态，蓄存较大冷量，与相变蓄能材料i6和相变蓄能材料ii9拉开一定的相变温度差距，在外部温度变化很大时，维持相变微环境柜10内的温度。内衬聚氨酯板箱体14底部设有橡胶隔振器16，在地震时起到一定的减隔震作用，并且起到将相变微环境柜10与大地绝缘的作用，避免雷电袭击建筑物时造成危险。内衬聚氨酯板箱体14上面对观众的一侧可设有箱体应急照明闪烁灯18，在发生火灾或地震等应急事项时不断闪烁，提醒疏散人员避开相变微环境柜10，避免混乱中冲撞到相变微环境柜10而导致人员受伤和/或珍藏品42受损。

当检测到珍藏品温度或其他温度传感器的温度低于设定值时，控制器38发出指令，使各换热盘管7、空气处理机组39和氮气控温湿过滤装置43供热，提升温度；当检测到珍藏品温度或其他温度传感器的温度高于设定值时，控制器38发出指令，使各换热盘管7、空气处理机组39和氮气控温湿过滤装置43供冷，降低温度。当多种、多个温度传感器的参数不一致或者经过调解难以都达标时，控制器38以优先保证珍藏品温度达标为原则对各换热盘管7、空气处理机组39和氮气控温湿过滤装置43进行运行控制。

在本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统的一个实施例中，如图1所示，各所述相变微环境柜10连通至氮气控温湿过滤装置43，以通过充入具有设定温度的氮气来维持所述第二温度。

具体地，氮气控温湿过滤装置43包括氮气钢瓶27、钢瓶进气口28、加热制冷盘管29、氮气抽气管30、流量控制阀31、电磁阀32、氮气浓度计36和加湿过滤组件40。其中，氮气钢瓶27储存有液氮，当氮气钢瓶27储存有液氮消耗完后，可通过钢瓶进气口28重新充注。加热制冷盘管29采用外接冷热工质对氮气进行加热或制冷，调节进入相变微环境柜10内的氮气温度。通过加热制冷盘管29处理后的氮气进入加湿过滤组件40进一步加湿和过滤，使得进入相变微环境柜10内的氮气湿度和洁净度均满足要求。氮气通过加湿过滤组件40后依次经过流量控制阀31及电磁阀32进入相变微环境柜10，再通过氮气抽气管30从相变微环境柜10抽出，经过外接氮气循环系统后再由钢瓶进气口28压回到氮气钢瓶27。氮气控温湿过滤装置43向相变微环境柜10内注入氮气，还有保持珍藏品42的化学性质稳定，防止珍藏品42表面被空气氧化、破坏的作用。

如图1所示，相变微环境柜10内设有风速传感器21，可用于实时测量柜内风速并传送至控制器38，当向相变微环境柜10内充入氮气时，如果风速传感器21测得的风速过高，则控制器38控制流量控制阀31的开度减小来调节氮气钢瓶27排出的氮气流量，避免充入相变微环境柜10内的氮气流速过高导致珍藏品42的损坏。

如图1所示，相变微环境柜10内设有相对湿度传感器26，可用于实时测量柜内的相对湿度并传送至控制器38，当相对湿度不佳时，控制器38控制电磁阀32打开，通过运行氮气控温湿过滤装置43来调整相变微环境柜10内的相对湿度。

如图1所示，相变微环境柜10内设有压力传感器22，用于测量相变微环境柜10内的气压，当向相变微环境柜10内充入氮气时，如果压力传感器22测得的气压达到保存珍藏品要求的氮气压力，则控制器38控制电磁阀32和流量控制阀31一起关闭，避免充入相变微环境柜10内的氮气压力过高。为增加双保险，在相变微环境柜10的蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii9上还设有超压排气阀33，当压力传感器22测压不准导致相变微环境柜10内超压时，通过超压排气阀33自动为相变微环境柜10泄压。

在本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统的一个实施例中，如图1所示，在相变微环境柜10的外壁上设有氧气浓度计37，用于测量珍品馆藏区4内的氧气浓度，以及时发现参观环境缺氧等意外情况的发生。如果氮气控温湿过滤装置43向相变微环境柜10内注入了过多的氮气，会通过相变微环境柜10的柜壁上的超压排气阀33将多余氮气排出到游客所在的珍品馆藏区4内，可能导致珍品馆藏区4内氧气浓度过低而影响工作人员和参观人员的健康和生命安全。

在本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统的一个实施例中，如图2所示，设有空气温湿度控制装置，包括空气处理机组39、加湿过滤组件40和送风管41。当相变微环境柜10内存放的是对空气不敏感的藏品时，如玉器等，可不使用氮气控温湿过滤装置43，而采用空气温湿度控制装置来控制相变微环境柜10内的温湿度。空气处理机组39从珍品馆藏区4内取风，经处理后送入加湿过滤组件40进行过滤和加湿，之后通过不锈钢管材质的送风管41送入相变微环境柜10中。控制器38根据相变微环境柜10中的温湿度参数和气体质量参数对空气处理机组39、加湿过滤组件40、送风管41及送风管41上的电磁阀32进行控制。空气处理机组39启动时，送风管41上的电磁阀32开启，空气处理机组39关闭时，送风管41上的电磁阀32关闭。空气处理机组39、加湿过滤组件40、送风管41安装固定在珍品馆藏区4顶板下的单独的支架上，相变微环境柜10的蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i5不承受其重力，不会对相变微环境柜10的结构安全带来隐患。气体质量参数可通过设于相变微环境柜10内的气体质量传感器24进行测量，测量值传送给控制器38。当气体质量不佳时，控制器38控制氮气控温湿过滤装置43输出管路上流量控制阀31及电磁阀32打开，通过运行氮气控温湿过滤装置43来净化相变微环境柜10内的气体。

在本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统的一个实施例中，各所述相变微环境柜10为由多块蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i5和多块蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii8围合而成的立方体；各所述蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i5内填充有具有所述第二固液相变温度的相变蓄能材料i6，各所述蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii8内填充有具有所述第一固液相变温度的相变蓄能材料ii9，所述相变蓄能材料i6内及所述相变蓄能材料ii9内均安装有换热盘管7和温度传感器12，所述换热盘管7连接至外部冷热源，所述外部冷热源和温度传感器12分别电连接至控制器38，所述控制器38适于根据所述温度传感器12的温度检测值、相变蓄能材料i6的温度期望值及相变蓄能材料ii9的温度期望值控制所述外部冷热源的开关，以通过所述换热盘管7调节相变蓄能材料i6及相变蓄能材料ii9的温度。

具体地，蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i5由两层钢化夹胶玻璃形成空腔，在空腔中安装换热盘管7并填充相变蓄能材料i6而形成；蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii8由两层钢化夹胶玻璃形成空腔，在空腔中安装换热盘管7并填充相变蓄能材料ii9而形成。相变微环境柜10由两块蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i5和三块蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii8首尾连接围合而成。其中，两块蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i中的一块作为环境柜顶部盖板，另一块作为环境柜背对观众方向靠近墙的板；三块蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii8分别作为环境柜的面对观众方向的立面，可供观众透过板面观赏珍藏品42。

相变微环境柜10呈长方体状，长方体顶面和靠近墙的一个短边侧面为运行时不透明的蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i5，长方体的另外三个侧面为运行时透明的蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii8。换热盘管7与外部冷热源连接，可供冷或供热，并可快速切换供冷或供热。换热盘管7可使用铜制盘管，外部冷热源可采用风冷恒温恒湿机房专用空调，供冷供热介质可采用环保氟利昂工质。换热盘管7分别根据蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i5、蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii8、内衬聚氨酯板箱体14内的相变材料内的温度传感器12的温度，以及珍藏品温度，对供冷或供热量进行调控，进而调节珍藏品温度到适宜的范围，并保证蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板i5、蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板ii8、内衬聚氨酯板箱体14内的各种相变材料的温度在设定的范围。

本实用新型珍藏品储藏展示微环境维持系统的一个实施例中，通过以下至少一种方式将所述相变微环境柜10的温度维持在预设的温度：其一，不送风辐射换热方式，通过在围合成所述相变微环境柜10的蓄能双层强化玻璃相变蓄能柜板的空腔内安装换热盘管7、填充具有固定相变温度的相变蓄能材料并安装温度传感器12，根据预设的温度和温度传感器的实测值，通过控制器38控制所述换热盘管7所连接的外部冷热源的启停将相变微环境柜10内的温度维持在第二温度，所述第二温度位于所述第一温度范围内；其二，送风对流换热方式，当相变微环境柜10内储藏展示对空气不敏感的珍藏品42时，采用空气温湿度控制装置维持相变微环境柜10内的温湿度，当相变微环境柜10内储藏展示对空气敏感的珍藏品42时，采用氮气控温湿过滤装置43维持相变微环境柜10内的温湿度。

本实用新型涉及到的控制软件采用现有技术。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明书限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容改动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。