肖紅飛/溫嶺市檔案局

錢唐根/上海市檔案館

曾國團/溫州市洞頭區(qū)檔案館

檔案館是保管檔案的重用場所，保持檔案庫房的恒溫恒濕是保管好檔案必須條件。本文主要研究檔案庫房的濕度。濕度是指空氣中水蒸氣的含量，它有幾種表示方法：一是絕對濕度，表示每立方米空氣中所含水蒸氣的量，單位是千克/立方米；二是飽和濕度，表示一定數(shù)量的空氣在一定的溫度和壓力下最大限度可容納的水蒸氣；三是相對濕度，表示空氣中的絕對濕度與同溫度下的飽和絕對濕度的比值，得數(shù)是一個百分比，用RH表示，計算方式是單位體積空氣內(nèi)實際所含的水氣密度（用d1表示）和同溫度下飽和水氣密度（用d2表示）的百分比，即RH（%）= d1/d2×100%。未到最大水蒸氣容納限度的空氣稱作未飽和空氣。國家檔案局規(guī)定的檔案庫房濕度為相對濕度。根據(jù)《檔案館建筑設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，檔案庫房的相對濕度范圍為45%—60%，相對濕度波動幅度不得大于±5%。如果檔案庫房濕度過高，那么檔案紙張的含水量將會增加，其物理強度將會降低，并且極易滋生蟲害。

華東地區(qū)屬于亞熱帶海洋性季風氣候，濕度高、溫差大，氣溫年際、季際、月際之間的變化十分明顯。比如上海市區(qū)年平均氣溫最高為18.5℃（2007年），最低為14.5℃（1917年），兩者相差4℃；歷史上市區(qū)徐家匯在2013年8月7日出現(xiàn)極端最高氣溫曾達40.8℃，市區(qū)極端最低氣溫為-12.1℃（1893年1月19日）。由于受海洋性氣候和每年梅雨季的影響，上海市相對濕度會上升到90%以上，干燥的冬季相對濕度低于RH30%，上海市檔案庫房降低濕度的需求較為強烈。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，臺州地區(qū)的濕度也很大，2011年1月1日至2019年6月1日雨1193天、多云1168天、晴326天、陰265天，下雨天幾乎占了40%；臺州南部的溫州市洞頭區(qū)氣候溫暖濕潤，每年的7月至10月臺風頻繁，臺風帶來了大量的濕氣，兩地的檔案庫房同樣有降低濕度的訴求。

要降低檔案庫房的濕度，可以采用機械通風的方式，也可以安裝和使用恒溫恒濕設(shè)備。但在實踐中，有的庫房即使安裝了空調(diào)并24小時開機，也很難將濕度降低到60%以下，并且保持晝夜溫度波動幅度小于±2℃、相對濕度波動幅度小于±5%，要確保濕度晝夜變化幅度不超過±5%更是難事。為降低庫房濕度并使庫房的晝夜?jié)穸茸兓刃∮凇?%，可以采用控制庫房回風溫度的方式，即將空調(diào)主機產(chǎn)生的余熱通過水這一媒介回送到風機冷凝器中，回風流過冷凝器后溫度會升高，回風溫度提升后露點溫度會發(fā)生變化，利用露點溫度的變化降低庫房的濕度，這種方法稱為“余熱回收”，可有效控制庫房濕度，并減少空調(diào)對室外熱量排放。

1 余熱回收控制濕度的實現(xiàn)方法

先來分析余熱產(chǎn)生的原理。檔案庫房降溫一般是通過中央空調(diào)系統(tǒng)或恒溫恒濕機來實現(xiàn)的。用水作冷媒的中央空調(diào)稱為二次蒸發(fā)的中央空調(diào)，系統(tǒng)工作時，常溫的水通過制冷壓縮機后熱量被吸收，成為冷凍水，冷凍水通過管道送到庫房風機內(nèi)的冷凝器；流動的空氣經(jīng)冷凝器后熱量被吸收，溫度下降，降溫后的空氣通過風管送到庫房內(nèi)，用于降低庫房的溫度。冷凍水吸收空氣中了熱量會升溫，升溫后的冷凍水回到制冷壓縮機再次制冷，制冷過程中產(chǎn)生的熱量被排放到室外，被排出去的熱量就是余熱。

中央空調(diào)主機在工作中會產(chǎn)生冷熱兩道水流，分別經(jīng)過兩條管道（兩條管路的水不會混合）送出，低溫管道的冷凍水送到庫房的風機，通過冷凝器降低庫房的溫度，冷量被交換到庫房后，冷凍水再回到空調(diào)主機降溫。另一路是冷卻水（一般冷卻水在夏季的溫度都會超過30℃）通過冷卻水管分別送到冷卻塔和庫房風機。為控制冷卻水送到風機的流量，要在冷卻水的通道中安裝一個自動控制的三通閥門，將部分冷卻水送到冷卻塔，熱量通過冷卻塔排到室外；部分冷卻水經(jīng)過三通閥門自動調(diào)節(jié)后送到庫房的風機內(nèi)，通過蒸發(fā)器對庫房空氣進行再熱，以利用余熱降低庫房的濕度。

需要注意如下幾個要點：第一，余熱降濕的風機必須有兩個蒸發(fā)器，一個蒸發(fā)器用于對空氣加熱（再熱），另一個蒸發(fā)器用于降低空氣的溫度（冷凝），兩個蒸發(fā)器均通過管路與主機的冷凍水出口端和冷卻水管連接。

第二，在夏季工況時（冬季工況不在這里闡述，因為冬季一般不用除濕，而需要加濕）開啟中央空調(diào)主機，冷凍水從機房集水器中送出，通過管路到達中央空調(diào)末端風機內(nèi)的制冷蒸發(fā)器，降低蒸發(fā)器的溫度；庫房內(nèi)的空氣經(jīng)過蒸發(fā)器后回送到庫房，其水分被析出，由此降低庫房的濕度。這里蒸發(fā)器表面溫度就決定了除濕的效率，如露點溫度接近或低于蒸發(fā)器溫度，空調(diào)就不除濕，而是進行冷凝。

第三，當庫房降低到一定溫度后，如降低到20℃，若濕度沒有達到設(shè)定目標值的±50%，空氣的露點溫度又接近風機蒸發(fā)器表面的溫度，這時除濕效率就大大降低，應(yīng)當關(guān)小冷凍水的閥門，開啟冷卻水的閥門，對空氣進行加熱，降低相對濕度。由于空氣溫度升高，露點溫度發(fā)生變化，除濕效率得以增強，空氣中的絕對濕度得以降低，庫房的濕度就會越來越接近目標值，經(jīng)過一段時間的運行，庫房的濕度就能穩(wěn)定在目標值內(nèi)，這一過程稱為再熱。要將濕度變化控制在±3%以內(nèi)，經(jīng)冷卻水加熱的空氣溫度變化不能超過±0.75℃，空調(diào)運行時，調(diào)整送到風機內(nèi)冷卻水的流量，通過電腦控制冷卻水的流量，將空氣溫度變化控制在0.75℃以內(nèi)，就能使?jié)穸鹊淖兓凇?%內(nèi)。

第四，要注意冷卻水溫度的選擇范圍。在實踐中發(fā)現(xiàn)，壓縮機的冷卻水的溫度最好高于40℃，如果低于40℃，就會大大降低對空氣加熱的效率，從而降低除濕和控濕效率，所以在選用中央空調(diào)壓縮機時，要選用熱排放溫度大于40℃的壓縮機，最好選用出口水溫度為45℃的機器。為控制冷凍水的冷量和回送的熱量，必須在每個風機的供回水閥門和供熱的管道上安裝由電腦管理的電動閥門，當濕度過高時自動開啟閥門送熱；當濕度達標時自動關(guān)閉閥門。對于供冷的管路，也必須安裝電動閥門來控制冷凍水的流量，達到控制溫度和濕度的目的。如已安裝了風機，沒有熱水回送管道和冷凝器，可考慮用熱水器送熱水的加溫回風的方法控制濕度，但不贊同在風機內(nèi)直接安裝電加熱器，那樣會增加火災(zāi)隱患，降低庫房的安全系數(shù)。

2 應(yīng)用實例分析

上海地區(qū)一家檔案館為有效控制檔案庫房的溫濕度，在新館建設(shè)前對檔案庫房的恒溫恒濕控制理論進行了研討，并進行了深入的研究，分析了許多控制庫房濕度的案例和方法，最后采用了余熱回收控制濕度方法。經(jīng)過一段時間的運行，發(fā)現(xiàn)庫房常年相對濕度都在50%上下，溫度在20℃左右，晝夜相對濕度變化幅度不超過±3%，溫度變化幅度在±1℃以內(nèi)，這說明了余熱回收控制濕度方法是有效的。

余熱控制濕度的方法還可應(yīng)用于保存特殊載體檔案的庫房，如保存照片、底片、錄像帶等的庫房，需要一個常年低溫低濕的環(huán)境，而常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)不能滿足保持低溫低濕的要求。為實現(xiàn)低溫低濕，部分庫房采用了轉(zhuǎn)輪除濕機，然而轉(zhuǎn)輪除濕機能耗高，還要建立專用的配電系統(tǒng)。余熱回收除濕的原理與轉(zhuǎn)輪除濕機除濕原理相同，利用余熱回收除濕不僅能達到低溫低濕的效果，還可大大降低能耗，具有節(jié)能環(huán)保的特點。