档案室内防尘及自动控温控湿改进设计

罗敏　胡翔

摘   要： 为了在高温、潮湿、多尘环境下保障档案室中纸质档案的长期、安全存放，对档案室内防尘及自动控温控湿实施改進。提出设计方案：防尘方面，采用贯流式风幕机、PVC防尘网、亚克力胶条、新风滤尘箱等设备，有效阻挡灰尘进入档案室。温湿度控制方面，一是在档案室内（大环境）中设计制冷除湿控制电路、制暖控制电路，采用高科技材料碳晶取暖器，实现不同季节下温湿度的自动控制;二是在档案柜内（小环境），采用自行研发的实用新型专利“一种具有自动温控功能的档案柜”，结合档案柜内温湿度控制电路，实现自动辅助控制。安全保障方面，安装连接Wi-Fi的、具有扬声器的无线摄像头，威慑非法入侵人员，并配备烟雾报警器、灭火器，保障消防安全。对2016年1月至2019年12月的监测数据进行统计，表明阻尘率大于85%，节能率大于40%，环境温湿度控制在14～24±2℃、45%～60%±5%RH，符合纸质档案存放标准条件，同时节省了人力开支，实现了节能降耗。

关键词： 防尘;控温控湿;碳晶取暖器;贯流式风幕机;改进设计

中图分类号：G273.3;TP273    文献标识码：B    文章编号：2095-8412 （2020） 04-020-10

工业技术创新 URL： http：//gyjs.cbpt.cnki.net    DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2020.04.004

引言

国家广播电视总局九五二台（以下简称“九五二台”）位于我国西南，处于亚热带季风气候区域。受金沙江河谷暖气流影响，该地夏秋两季高温、潮湿、多尘（长期高温>26℃，历史最高温43℃，年平均气温18.3℃，年平均湿度>75%RH），极易引发纸质档案虫蛀和霉变，给纸质档案的长期且安全存放造成了不利影响。

为了延长纸质档案存放时间，近几年许多学者对档案室内温湿度控制以及档案柜内防虫杀菌进行了设计，但在档案室内防尘、自动控制电路稳定性设计、设备节能、设备温湿度监控、非法入侵预警、档案柜内温湿度辅助控制等方面未有涉猎。

经市场调研发现，国内外优质的档案柜虽然密闭性较好，但也做不到绝对的防潮、防虫，不能自动控制柜内的温湿度，且造价昂贵。市面上也有档案古籍恒温恒湿收藏柜和无水控温控湿柜，但存贮面积很小，且价格更加昂贵[1]。

本文综合考虑西南地区地理环境因素、档案室内（大环境）防尘需求、档案柜内（小环境）控温控湿需求，进行技术改造，以保障纸质档案的长期、安全存放。

1  总体设计

九五二台档案室自动温湿度控制系统总体设计图如图1所示。系统主要利用控制电路、空调、碳晶发热体和除湿机自动将档案室内（大环境）的温湿度控制在设定范围，利用控制电路、“一种具有自动温控功能的档案柜”（自行研发设计）辅助将档案柜内（小环境）的温湿度控制到设定范围，从而使整个档案室内的温湿度达到纸质文档存放的标准条件（温度：14～24±2℃，湿度：45%～60%±5%RH）[2-5]。空调运行监控功能的实现原理是用电脑通过双绞线连接串口服务器，以实时访问空调来电智能启动器，监控空调运行状态，远程实时调整空调运行参数[6-8]。档案室内安装有无线摄像头，档案管理员可通过手机远程监控档案室内设备运行状态、温湿度指示灯状态，及时了解报警信息（室内装有独立式烟雾报警器及温湿度异常蜂鸣报警器），语音威慑非法入侵人员[9-12]。

该项目于2016年8月至2017年4月完成市场调研、控制电路设计、档案柜改进设计、材料选型及功能测试等任务;2017年5月获有关部门资助，2018年7月安装、调试完毕后，稳定运行至今，各项参数都符合设计要求，保障了档案柜内纸质文档的长期、安全存放。2018年8月，项目研发小组就此系统中档案室内防尘及冬季控温、档案柜内温湿度控制方面进行了设计改进，2018年9月经过安装、测试，更好地达到了防尘、控温及节能的功效，使得这一系统更趋于完善和成熟。2019年2月，项目小组研发的“一种具有自动温控功能的档案柜”获国家实用新型专利，专利号：CN201721313191.2[13]。下文就改进后的设计作详细论述。

2  档案室防尘改进

考虑到档案室进气口是灰尘、细菌进入的主要通道，所以从档案室大门、窗户、空调换气口三方面着手进行防尘处理。

（1）档案室大门选用防盗门，门顶上方安装风幕机。离心式风幕机最大风速达20.5 m/s，安装在3.5～4 m的门顶上方，可达到92%的阻隔效果，虽然价格较高、功耗较高，但噪声更低。贯流式风幕机最大风速达14.5 m/s，安装在2.2～3.3 m的门顶上方，可达到85%的阻隔效果，噪声较小、省电、经济实惠。根据实际情况，综合考虑经济成本和功效，合理选取：本项目在室内门顶上方选用美的MFM3009（0.9 m）贯流式风幕机。采用门开关控制风幕机的电源，既节能增效，又可利用风幕机的高风速将灰尘细菌阻隔门外。

（2）在窗户处，为了不破坏原有玻璃窗，在纱网和窗户缝隙上着手改进。将PVC防尘网（孔径1.0 mm、厚度0.4 mm）覆盖在原有不锈钢纱网位置，收口处用压条压好，用亚克力防霉防水接缝胶条对窗户周围缝隙进行封堵，阻挡灰尘进入。因档案室内的空气流动性差，在选用经济实惠的PVC防尘网和亚克力胶条后，阻尘率大于90%。

（3）在空调换气口处安装新风滤尘箱（孔径50 mm，仅对带换气功能的空调采用），有效阻挡灰尘细菌等进入，阻尘率大于95%。

3  档案室内（大环境）温湿度控制改进

3.1  档案室内自动控温控湿设计

3.1.1  目标设置及器材选型

设置温湿度控制器的参数。COU设为“0：升温”;CSD设为17℃，CHY设为4℃;当环境温度低于13℃时，温湿度控制器9号端通电，K1线包通电，K1常开节点闭合，KM1线包通电，碳晶取暖器工作，并向档案室提供热源;当环境温度达到21℃时，温湿度控制器9号端断开，K1线包断电，K1常开节点复位，KM1线包断电，碳晶取暖器断电后停止工作，待下一次通电后按照记忆模式工作。

时控设置为：春季和冬季，将KT1调整至手动模式（直通状态）;夏季和秋季，将KT1调整至自动模式，设定其每天的工作时间段为0：00～8：00、19：30～23：30。报警设置同图2。

对于新建的档案室，为使采暖更均匀，考虑采用地面铺设碳晶发热地板的方式供暖。选用80 cm×80 cm远红外发热木地板或选用80 cm×80 cm远红外发热瓷砖（简称远红外发热体），控制线路如图4，只是需在碳晶发热片前级加一个温控器，并将碳晶发热片替换为碳晶发热地板。

4  档案柜改进及档案柜内（小环境）温湿度自动辅助控制

4.1  结构设计

为自动辅助控制档案柜内小环境的温湿度，使其达到存贮要求，摒弃传统的铁皮档案柜，自行设计制作了“一种具有自动温控功能的档案柜”，其内部结构和正视图分别如图5a和图5b所示。这是一款渗锌板档案柜，长×宽×高=85 cm ×40 cm×208 cm，分隔为五层，层高40 cm，底座高8 cm，每层如装对开门并加横向隔板。利用外径为2 cm的304不锈钢导风管将档案柜的每层联接起来，每层的导风管都在距顶2 cm的地方开有直径为6 mm的小孔;在档案柜顶部中央，安装一个直径为15 cm的圆柱形304不锈钢导风小盒（小盒底端焊接一段外径1.8 cm、长4 cm的304不锈钢进风连接嘴），将24VFKL6625.024直流排风机级联固定在导风小盒上，并采用密封垫保持密封性，将导风管连接到导风小盒连接嘴上，这样设计的目的是便于抽湿散热;档案柜（除去最底层）每层横隔板在靠近对开门处保留2 cm的关门条，其余地方开凿直径为5 mm、间隔为5 mm的蜂窝式小圆孔，这样设计的目的是便于上下层通风透气，便于整体温湿度控制;在离背板5 cm的地方，档案柜横向隔板上，加装一块高5 cm的“L”形渗锌板，防止档案盒直接接触背板;在离背板5 cm的地方，档案柜右侧内板上，加装一条宽5 cm的“匚”形过线条，条上开有圆矩形式小口，便于安装弱电线和信号传感线;档案柜每层背板上依次安装75 cm×40 cm的石棉垫（用于隔热保温）、温度探头（用于监测碳纤维发热片的实时温度）、75 cm×40 cm碳纤维发热片（内带50℃常闭热保护器温度控制器）;在档案柜内中间层顶部正中安装温湿度传感器，这样设计的目的是使采集的柜内温湿度更接近于真实值。

4.2  档案柜内温湿度控制原理和控制图

经长期测试发现，档案柜内的小环境温度高于大环境0.5℃（稍高），柜内湿度低于大环境3%RH（稍低，纸质吸潮）;在档案管理员进入档案室后，开关档案柜门查看和调阅档案、清洁柜内卫生或放入新档案，均会使档案柜内的温湿度发生变化，有时甚至超过安全值。为辅助控制档案柜内的温湿度，设计了如图6所示的控制电路图。当柜内温湿度传感器探测到的温湿度达到阈值时，控制档案柜背板上的碳纤维发热片和柜顶的排风机工作，使柜内的小环境达到设计要求。控制原理和元器件类型同图2类似，设置温湿度控制器的参数为：HOU选择“1：除湿”，COU选择“0：升温”;HSD调整至53%RH，HHY调整至8%RH，CSD调整至19℃，CHY调整至5℃，HRB调整至65%RH，HAL选择“0：偏差低报警”，HRY调整至25%RH;CRB设为26℃，CAL选择“0：偏差低报警”，CRY调整至14℃。设置YYC-2S延时/时间继电器的通断方式为P-31，设置吸合时间120 min，断开时间20 min;通电后，继电器吸合120 min，断开20 min，无限循环，断电停止，来电记忆，同时实现了风机保护。

时控设置、报警原理及档案柜控温排湿控制原理：春季和冬季，将KT1调整至手动模式（直通状态）;夏季和秋季，将KT1调整至自动模式，设定其每天的工作时间段为0：00～8：00、19：30～23：30。报警设置同图2。当RT探测到柜内温度低于14℃时，温湿度控制器9号端将输出220 V电源，使K1电压继电器线包通电，K1附属常开接点K1-1闭合、常闭接点K1-6断开，从而接通交流接触器线圈KM1，碳纤维发热片工作，对柜内进行22℃恒温加热;当RT探测到柜内温度升到24℃或以上时，温湿度控制器9号端断开220 V电源，K1线包断电，K1-1断开，KM1断开，碳纤维发热片停止工作;同时，K1电压继电器另一对常闭接点K1-6由断开倒向闭合，接通交流接触器线圈KM2，使排风扇工作，抽出柜内空气，引入室内合适的空气;当RH探测到柜内湿度大于61%RH时，温湿度控制器6号端将输出220 V电源，使K2电压继电器常开接点闭合，从而接通交流接触器线圈KM2，使排风扇工作，抽出柜内空气，引入室内（大环境）合适的空气;当RH探测到室内湿度小于45%RH时，6号端断开220 V电源，排风扇停止工作。

5  檔案室监控及烟雾报警器选型

为实现档案室内的监控，选用两台大华乐橙TP1云台无线Wi-Fi插卡网络摄像头，利用手机安装大华官方监控APP软件，在能接入Wi-Fi的地方，可以实时监控档案室内的温湿度、设备运行及报警情况。同时也能通过手机将语音传送至摄像头上的扬声器，威慑非法入侵人员。在消防安全保障方面，档案室吊顶安装海曼独立式烟雾报警器，室内配备灭火器。

6  档案室控湿、控温、防尘、节能测试数据比对

2016年1月至2019年12月，档案管理员每天对档案室内及档案柜内的温湿度、清洁度、冬季控温系统能耗进行抄表，经统计后得出改造前后的数据及评价如表1所示。可以看出，改造后的档案室及档案柜内的温湿度及清洁度保持良好状态，冬季能耗也大幅度下降。

7  結束语

2016年1月至2019年12月期间，国家广播电视总局九五二台对档案室内及档案柜内温湿度、清洁度、节能量等方面的人工抄表记录以及远程视频监控情况进行了收集。统计发现，档案室内温度一直保持在12～24℃;湿度一直控制在40%～65%;清洁度良好，放置在档案室内椅子上的测试用纸表面无尘。档案柜内戴白手套擦拭无尘，符合档案室对纸质档案的存放要求。相比大功率空调，用高科技材料碳晶取暖器供暖更加节能，节能度大于40%。此次的设计改进具有较大的市场竞争力和经济价值，也为西南地区档案室技改管理引领了方向。

参考文献

[1] 胡翔， 罗敏. 基于自动温湿度控制的档案管理设施改造方案[J]. 广播电视信息， 2017（8）： 73-78.

[2] 张小峰. 浅谈电子档案的安全管理[J]. 工业技术创新， 2018， 5（3）： 103-105.

[3] 郑邦峰. 分布式系统服务链追踪与监控[J]. 工业技术创新， 2018， 5（2）： 56-60.

[4] 齐琪， 任璐璐， 金丹. 家用除湿器创新设计[J]. 设计， 2019， 32（7）： 127-129.

[5] 罗敏， 胡翔. 电台档案资料存贮并索引方案设计[J]. 电脑知识与技术， 2017， 13（5）： 201-203.

[6] 栗进波. 煤化工企业节能降耗现状与发展对策[J]. 工业技术创新， 2017， 4（2）： 156-158.

[7] 罗敏. 基于图片加密的电子档案存贮方案[J]. 电脑知识与技术， 2017， 13（11）： 33-35.

[8] Emma. 叠加式空气净化器[J]. 设计， 2018（14）： 19.

[9] 胡翔. 基于APP控制的档案室应急照明系统设计[J]. 电脑知识与技术， 2017， 13（26）： 108-110.

[10] 廖丹. 基于FLOEFD的小型化密封机箱热设计[J]. 工业技术创新， 2019， 6（2）： 20-23.

[11] 胡翔. 在GPRS系统中实现对卫星天线预防性维护报警方案设计[J]. 电脑知识与技术， 2017， 13（6）： 245-246， 254.

[12] 罗敏. 九五二台电子档案安全存贮环境建设[J]. 电脑知识与技术， 2020， 16（8）： 18-20.

[13] 胡翔， 罗敏， 王耕， 等. 一种具有自动温控功能的档案柜： 201721313191.2[P]. 2019-02-12.

作者简介：

罗敏（1975-），女，四川兴文人，国家广播电视总局九五二台办公室主任，本科，主要从事云办公及档案管理方面的研究。

胡翔（1977-），通信作者，男，四川犍为人，国家广播电视总局九五二台高级工程师，本科，主要从事信息化大数据、GIS在电子地图中的应用研究。

E-mail： huxiang6789@sina.com

（收稿日期：2020-05-19）

Improvement Design of Dust Control， Automatic Temperature Control and Humidity Control in Archive Room

LUO Min， HU Xiang

（State Administration of Radio and Television 952， Luzhou 646000， China）

Abstract： In order to ensure the long-term and safe storage of paper files in the archives under the high temperature， humidity and dusty climate， the dust control， automatic temperature control and humidity control in the archive room are improved. A scheme is proposed： in terms of dust control， equipment  such as cross flow air curtain machine， PVC dustproof screen， acrylic rubber strip and fresh air dust filter box are used to effectively prevent dust from entering the archive room. In terms of temperature control and humidity control， firstly， in the archive room （large environment）， refrigeration and dehumidification control circuit and heating control circuit are designed， and high-tech carbon crystal heater is used to realize automatic control of temperature and humidity in different seasons; secondly， in the archive cabinet （small environment）， the self-developed utility model patent “a filing cabinet with automatic temperature control function” is used to realize automatic auxiliary control in combination with the temperature control and humidity control circuit in the filing cabinet. In terms of safety assurance， wireless cameras with Wi-Fi and a loudspeaker are installed to deter illegal intruders， and smoke alarms and fire extinguishers are equipped， as to ensure fire safety. Statistics of monitoring data from January 2016 to December 2019 show that the dust resistance rate is more than 85%， the energy saving rate is more than 40%， the environmental temperature and humidity are controlled within 14～24±2℃， 45%～60%±5%RH， which conforms to the standard conditions of paper file storage， saves human costs and realizes energy conservation and consumption reduction.

Key words： Dust Control; Temperature Control and Humidity Control; Carbon Crystal Heater; Cross Flow Air Curtain Machine