溶液除湿空调在档案库房中的应用

第26卷第2期2010年2月建　筑　科　学BU I L D I N G SC I E NCEVol 126,No 12Feb .2010[文章编号]100228528(2010)022*******溶液除湿空调在档案库房中的应用刘学来1,2,李继志1,李永安2,王　鹏3(1.中国石油大学机电工程学院,山东东营257061;2.山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;3.山东省广播电视大学教务处,山东济南250014)[摘　要]本文首先对档案库房所需要的环境进行了分析,指出档案库房除了要满足基本的温度和湿度要求外,还必须有一定的洁净度、空气酸度和霉菌量的要求。

而后剖析了常规冷凝除湿空气处理机组在档案库房空调应用中的弊端,研究提出了适应于档案库房的基于温、湿度独立控制技术的溶液除湿空气处理技术。

最后通过对常规空调与溶液除湿空调的能耗分析,得出溶液除湿空调与常规空调相比可显著节能的结论。

[关键词]温、湿度独立控制;溶液除湿空调;档案库房环境;节能[中图分类号]T U831.3;T U242.3 [文献标识码]AApp licati on of L iquid Desiccant A ir 2conditi oning System in A rchival Reposit oryL I U X ue 2lai 1,2,L I J i 2zh i 1,L I Yong 2an 2,WAN G Peng 3(1.School of M achinery and Electricity Engineering,China U niversity ofPetroleum ,D ongying 257061,Shandong,China;2.School of Ther m al Energy Engineering,Shandong J ianzhu U niversity,J inan 250101,Shandong,China;3.O ffice of Educational Services,Shandong R adio and TV U niversity,J inan 250014,Shandong,China )[Abstract]I n this paper,the envir on ment required by archival reposit ory was firstly analyzed .It was pointed out that other than the basic require ments on te mperature and hu m idity,the archival reposit ory should meet the require ments of certain cleanliness,air acidity and mould quantity .Secondly,the dra wbacks of app lying conventi onal condensati on desiccant air 2conditi oning syste m were p resented,and the liquid desiccant air 2conditi oning syste m based on independent te mperature and hu m idity contr ol was put for ward,which was suitable f or archival reposit ory .Finally,thr ough energy consu mp ti on analysis of these t w o air 2conditi oning syste m s,it was concluded that the liquid desiccant air 2conditi oning system was more energy 2efficient than the conventi onal air 2conditi oning syste m.[Keywords]independent te mperature and hum idity contr ol,liquid desiccant air 2conditi oning syste m,envir on ment of archival reposit ory,energy 2saving[收稿日期]2009207227 [一次修回]2009208224[二次修回]2009209207[基金项目]山东省科技攻关计划项目(2008GG30006005);山东建筑大学自然科学基金项目(XN070102)[作者简介]刘学来(19652),男,在读博士研究生,教授[联系方式]liuxuelai147@0　引　言《档案馆建筑设计规范》(JGJ 2522000)对档案室的环境条件做了明确的规定:温度为14～24℃,相对湿度为45%～60%。

近几年,有专家提出,如果相对湿度控制在45%～50%,对昆虫的繁殖能力有很强的抑制作用,大部分霉菌也将难以生存[1]。

为了达到档案存放条件,更好地保存好档案,档案部门使用空调设备对库房温、湿度进行控制,已成为各级各类档案馆延长档案寿命、实现档案现代化管理的重要组成部分。

特别是20世纪80年代以来,随着一批新建综合档案馆的投入使用,空调设备和空调技术在档案部门得到了广泛应用,档案库房温、湿度得到了有效控制、档案的保管和保护条件有了明显改善、档案管理工作者对空调设备和空调技术有了更进一步的了解,同时也对空调系统提出了更高的要求。

据不完全统计,我国具有省级以上国家综合档案馆和国家专业档案馆50多个[2],这些档案库房均配有不同类型的传统空调通风设备。

1　空调设备在档案库房中的应用现状从档案馆(库)的规模上看,省级综合档案馆大多采用集中空调,少数综合档案馆选用分层空调形式,地市级及县市级综合档案馆大多采用柜式空调。

从形式上看,各级档案馆在空调选型上自然形成了大型档案馆用大型空调、小型档案馆用小型空调的格局[3]。

然而,这些档案馆的空调系统在控制库房湿度时,大多采用压缩式制冷所产生的低温介质进建筑科学第26卷行降温除湿,使空气中的水蒸气凝结,以达到除湿目的[127]。

还有的为了达到适宜的送风温度,在除湿降温后,又采用电加热器将空气升温[123],造成能源的浪费。

另外,为了使库房内的空气质量适合档案保管的要求,在传统空调系统的基础上,还增加了一些净化和灭菌设备等[526,8]。

而在近年建设的档案馆空调系统中,为了满足建筑节能的要求,有些空调选用了热能回收装置[627]。

总体上讲,我国档案库房空调主要有如下形式:一是传统的组合式空气处理机组;二是带电加热装置的恒温恒湿空调机组;三是分体式空调机组。

2　档案库房对有效环境的要求档案库房所存放的档案分为纸质档案、光碟音像档案和磁盘档案等,这些档案中又以纸质档案为最多。

档案库房对存放环境的要求主要包括4个方面。

1)相对湿度。

相对湿度会影响纸的强度、耐折度、柔软性和尺寸稳定性。

当相对湿度较大时,档案文件上易滋生霉菌,长霉后的档案纸张发黄、色斑点点,机械强度急剧下降,将严重损害档案寿命。

档案的这种变质现象,主要是由霉菌细胞在新陈代谢过程中分泌的各种生物酶所引起的,其中最主要的是纤维素酶。

纤维素酶是一种专门使不溶性纤维素水解成可溶性糖的生物催化剂。

纤维素酶剧烈的催化作用,能够在3个月内把纸张纤维素毁去10%～60%。

实验表明,长霉后的档案纸张的牢固性在5天内降低50%,若长期不翻动甚至会霉烂成砖。

另一方面,冬季室内湿度相对较低,在室内温度处于设定值时,若室内湿度不进行相应处理,相对湿度会降到40%以下,这对档案材料同样是不利的:纸质材料易变脆、产生破裂;而光碟等档案易产生静电,严重时可能造成消磁。

因此,当室内温度处在设定值时,相对湿度应介于45%～50%[1]。

2)空气酸度。

环境污染日益严重,S O2和NO x 等酸性气体排放大量增加。

20世纪60年代,空气的pH值为715左右,而目前空气中的pH值已下降到615。

在纸张的存放过程中,纸张的酸化是影响纸张寿命的一个重要因素。

酸化就是由于纸张的亲水作用,使空气中的酸性物质在纸张中逐渐积累,造成纸张酸性逐渐增强。

酸是引起档案纸张老化甚至粉化的最主要因素,因为酸会催化纤维素的水解和降解。

3)灰尘。

空气中的灰尘会影响纸张及电子文档(磁盘、磁带和光盘)的寿命,尤其是细微灰尘。

灰尘对纸张的危害主要是机械磨损、使纸张发生粘结而形成“档案砖”并带来霉菌。

灰尘对电子文件载体的损坏主要有物理损坏、化学损坏和生物损坏。

物理损坏是指污染、划伤电子文档表面,造成记录信息的损毁;化学损坏是指灰尘中所含的化学成分会不同程度地引起电子文档载体腐蚀、降解而毁坏,造成记录信息消失;生物损坏是指灰尘是霉菌孢子的传播者,也是霉菌的培养基和繁殖地,霉菌分泌的酶和有机酸会损坏磁性载体和光盘,使数据丢失。

4)霉菌。

霉菌是一种体呈丝状丛生,可产生多种形式的孢子而进行繁殖的微生物,是档案库房内的主要污染菌之一。

它不仅损害所存档案,还会对档案管理人员的身体健康造成不同程度的危害。

3　传统空调系统在档案馆中的应用传统空调系统多采用普通组合空气处理机组(如图1所示),回风与新风混合后经过表冷器降温除湿后送入室内。

传统的组合空气处理机组应用于档案库房存在以下不足:1)湿表面的存在容易滋生细菌,空气品质难以保证。

常规空调的除湿采用低温除湿的方式,冷凝器表面易滋生大量霉菌,同时空气进行低温除湿处理后,不能达到送风温度的要求,需要再热,造成能源的浪费。

另外,冬季运行时受室外空气参数影响较大。

2)过滤效果不好,无法真正满足档案库房洁净度的要求。

常规的空气处理设备采用滤网或滤布来净化空气,在使用初期效果良好,但随着使用时间的增加,过滤器会积累灰尘,成为新风处理的二次污染源。

虽然更换过滤设备会缓解这一问题,但不是根本的解决办法。

3)无法处理室外空气中的有害气体。

常规空调的过滤形式无法从根本上消除室外空气中的有害气体,例如S O2、NOx和CO2等,这些有害气体对纸张的寿命影响很大。

4)机组能效比低,不是节能产品。

采用低温除湿的方式处理湿负荷范围有限,受热湿比范围的限制,如果要扩大处理范围,就需要更低的蒸发温度。

为达到除湿的目的,蒸发温度一般控制到5℃,为了86第2期刘学来,等:溶液除湿空调在档案库房中的应用满足送风温度的要求还要采取再热,造成能源的巨大浪费,因此机组的综合性能系数很难超过310。