專利名稱：一種能控溫的文物展示柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是使用熱泵來(lái)控制文物展示柜中溫度的一種裝置，屬于文物保護(hù)和環(huán)境控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)是擁有五千年文明史的國(guó)家，歷史上遺留下來(lái)許多絢美瑰麗的國(guó)寶文物，這些珍貴的文物一方面要供游人參觀，另一方面還要保證這些國(guó)寶在展示過(guò)程中不被損傷。因此文物展示保護(hù)在博物館及其他文物保護(hù)領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
珍貴文物的保存對(duì)環(huán)境要求非常高，外界環(huán)境因素會(huì)影響文物的保存，比如溫度、濕度、光輻射、空氣污染物和微生物及昆蟲(chóng)等，其中溫度是造成文物損壞的重要因素。當(dāng)空氣中含有恒定水分時(shí)，如果溫度升高，相對(duì)濕度就會(huì)下降，空氣就會(huì)變得干燥，書(shū)畫(huà)置于其中容易產(chǎn)生變形，這是由于紙張中的水分被烘干后會(huì)收縮，而收縮會(huì)使書(shū)畫(huà)拱起，久而久之就會(huì)由于干拱形成裂痕、裂翹，造成墨跡、顏色的剝落；而如果溫度降低，相對(duì)濕度就會(huì)增大，空氣就會(huì)變得潮濕，書(shū)畫(huà)處于其中，雖然不會(huì)過(guò)濕變形，但會(huì)發(fā)生反潮現(xiàn)象，隨之就是發(fā)霉、變色，墨跡滲漲，這對(duì)文物是極大的損害。因此，控制溫度對(duì)文物保存十分重要。目前，文物展示柜主要是依靠調(diào)節(jié)房間內(nèi)的溫度來(lái)控制柜內(nèi)溫度的，這樣文物展示柜內(nèi)的溫度波動(dòng)較大，不利于文物的保護(hù)，所以就設(shè)計(jì)了能控溫的文物展示柜。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種能控溫的文物展示柜。其特點(diǎn)在于當(dāng)外界環(huán)境溫度低于控制溫度時(shí)，熱泵向文物展示柜供熱；而當(dāng)外界環(huán)境溫度高于控制溫度時(shí)，熱泵又可以向文物展示柜供冷。
在本項(xiàng)實(shí)用新型設(shè)計(jì)中，為了控制文物展示柜的溫度，文物展示柜的柜壁做成夾層結(jié)構(gòu)，在夾層內(nèi)安裝有換熱器，通過(guò)熱泵來(lái)冷卻(或加熱)在換熱器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的冷(熱)媒，使展示柜溫度控制在所需要的范圍。展示柜夾層結(jié)構(gòu)如圖1所示。展示柜夾層由展示柜外殼1和展示柜內(nèi)殼2封閉組成，換熱器4安裝于展示柜夾層中間，冷(熱)媒在換熱器4內(nèi)流動(dòng)，用來(lái)調(diào)節(jié)展示柜內(nèi)部的溫度，鋼化玻璃4是透明的，用于參觀人員觀看展柜內(nèi)存放的文物。
本實(shí)用新型提供的一種能控溫的文物展示柜，技術(shù)方案參見(jiàn)圖2，依次包括展示柜5、間壁式換熱器6、自動(dòng)補(bǔ)水裝置7、熱泵8，在展示柜5和間壁式換熱器6，間壁式換熱器6和熱泵8之間分別形成在兩個(gè)不同的閉式循環(huán)；當(dāng)間壁式換熱器6和熱泵8之間循環(huán)的水量減少時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)水裝置7將向此閉式循環(huán)中自動(dòng)補(bǔ)入所需的水量；熱泵8采用計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)采集展示柜5內(nèi)溫度信號(hào)，并與設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，當(dāng)環(huán)境溫度低于展示柜5內(nèi)控制溫度，同時(shí)測(cè)量的溫度信號(hào)低于設(shè)定值時(shí)，計(jì)算機(jī)就輸出信號(hào)，啟動(dòng)熱泵8供熱，反之，熱泵8就停機(jī)；當(dāng)環(huán)境溫度高于展示柜5內(nèi)控制溫度，同時(shí)測(cè)量的溫度信號(hào)高于設(shè)定值時(shí)，計(jì)算機(jī)就輸出信號(hào)，啟動(dòng)熱泵8供冷，反之，熱泵8就停機(jī)。
由于展示柜內(nèi)換熱器對(duì)于流動(dòng)媒介的潔凈度要求較高，所以展示柜和熱泵內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的媒介是要隔離開(kāi)的，它們分別在兩個(gè)不同的閉式循環(huán)中流動(dòng)。在展示柜5和間壁式換熱器6之間循環(huán)流動(dòng)的媒介既可以是高純度的水，也可以是FC77；在間壁式換熱器6和熱泵8之間循環(huán)流動(dòng)的媒介是普通水。


圖1展示柜夾層結(jié)構(gòu)端面示意圖；1——展示柜外殼；2——展示柜內(nèi)殼；3——鋼化玻璃；4——換熱器；圖2使用熱泵控制溫度的文物展示柜示意圖；5——展示柜；6——間壁式換熱器；7——自動(dòng)補(bǔ)水裝置；8——熱泵；圖3風(fēng)冷熱泵循環(huán)系統(tǒng)示意圖；9——風(fēng)冷冷熱水機(jī)組；10——過(guò)濾器；11——溫度探頭；圖4土壤源熱泵地下?lián)Q熱器管路連接示意圖；12——土壤；13——回填介質(zhì)；14——U型換熱管；15—鉆孔壁。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的熱泵控制溫度的裝置，特別適合用于博物館各種珍貴文物的展示柜。在具體實(shí)施中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，熱泵既可以采用風(fēng)冷熱泵，亦可以采用土壤源熱泵。
當(dāng)選用風(fēng)冷熱泵時(shí)，根據(jù)文物展柜的負(fù)荷要求，要選用兩臺(tái)相同型號(hào)的風(fēng)冷冷、熱水機(jī)組，一臺(tái)使用，一臺(tái)備用。風(fēng)冷熱泵循環(huán)系統(tǒng)如圖3所示。包括風(fēng)冷冷熱水機(jī)組9(是熱泵8的一種具體形式)、過(guò)濾器10、溫度探頭11和間壁式換熱器6。風(fēng)冷冷水機(jī)組9冷卻或加熱在間壁式換熱器6和風(fēng)冷冷熱水機(jī)組9之間封閉循環(huán)的冷(熱)媒，再通過(guò)間壁式換熱器6與在展示柜5和間壁式換熱器6之間循環(huán)流動(dòng)的冷(熱)媒進(jìn)行熱交換，達(dá)到調(diào)節(jié)文物展示柜溫度的目的，過(guò)濾器10用于過(guò)濾在間壁式換熱器6和風(fēng)冷冷熱水機(jī)組9之間循環(huán)的冷(熱)媒的雜質(zhì)，以保障冷(熱)媒的潔凈，溫度探頭11用于測(cè)量間壁式換熱器6和風(fēng)冷冷熱水機(jī)組9之間循環(huán)的冷(熱)媒的溫度，反饋給計(jì)算機(jī)來(lái)控制風(fēng)冷冷熱水機(jī)組9的運(yùn)行情況。
當(dāng)選用土壤源熱泵時(shí)，地上部分基本和風(fēng)冷熱泵的布置方式差不多，只是冷凝器是由地下水來(lái)冷卻的，而不是由空氣冷卻的。土壤源熱泵選型時(shí)，根據(jù)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的負(fù)荷需求，確定所需能源孔數(shù)及孔深。
地下?lián)Q熱器系統(tǒng)采用垂直埋管技術(shù)，將封閉的換熱管置于鉆孔中，并回填強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，讓導(dǎo)熱介質(zhì)在管中流動(dòng)通過(guò)管壁和強(qiáng)化傳熱介質(zhì)與周圍土壤換熱，不使用地下水，并且對(duì)地下土壤沒(méi)有任何污染。
土壤源熱泵地下?lián)Q熱器連接管路示意圖如圖4所示。土壤源熱泵在U型換熱管14內(nèi)流動(dòng)的冷(熱)媒通過(guò)管壁與回填介質(zhì)13進(jìn)行熱交換，然后回填介質(zhì)13再通過(guò)鉆孔壁15與土壤12進(jìn)行熱交換，以達(dá)到冷卻或加熱在U型換熱管14內(nèi)流動(dòng)的冷熱媒。
權(quán)利要求1.一種能控溫的文物展示柜，依次包括展示柜(5)、間壁式換熱器(6)、自動(dòng)補(bǔ)水裝置(7)、熱泵(8)，其特征在于展示柜(5)和間壁式換熱器(6)構(gòu)成一個(gè)閉式循環(huán)，間壁式換熱器(6)、自動(dòng)補(bǔ)水裝置(7)和熱泵(8)構(gòu)成在另一個(gè)不同的閉式循環(huán)；熱泵(8)與計(jì)算機(jī)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬文物保護(hù)和環(huán)境控制領(lǐng)域。目前文物展示柜靠調(diào)節(jié)房間內(nèi)的溫度來(lái)控溫，溫度波動(dòng)較大不利于文物保護(hù)。本實(shí)用新型包括展示柜(5)、間壁式換熱器(6)、自動(dòng)補(bǔ)水裝置(7)、熱泵(8)，在展示柜(5)和間壁式換熱器(6)，間壁式換熱器(6)和熱泵(8)之間形成兩個(gè)閉式循環(huán)；當(dāng)間壁式換熱器(6)和熱泵(8)之間循環(huán)的水量減少時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)水裝置(7)將向此閉式循環(huán)中自動(dòng)補(bǔ)入所需的水量；熱泵(8)采用計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)采集展示柜(5)內(nèi)溫度信號(hào)，并與設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，從而控制溫度。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了熱泵為文物展示柜控溫。
文檔編號(hào)A47F7/00GK2831929SQ200520103600
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月12日
發(fā)明者馬重芳, 吳玉庭, 張行周 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)