CN219063627U - 一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于智能空调技术领域,涉及一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，包括：地源热泵、蓄能水箱、空调系统、供冷供热管路、新风系统，地源热泵用于将地源热能引出至地面供博物馆建筑供热使用，蓄能水箱用于冷量或热量贮存后错时进行供冷或供暖，空调系统用于为博物馆建筑供冷或供暖，新风系统用于向博物馆建筑提供新风；本实用新型采用地源热泵加水蓄能的方式，并在公共区域空调方式采用“地板辐射供冷供热加定风量全空气空调系统”的联合空调方式，大大降低高大空间的空调冷热负荷，减少冬季室内温度梯度、提高热舒适性，有效减低了寒冷地区博物馆建筑的空调系统能耗。
Description
技术领域
本发明属于智能空调技术领域，涉及一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统。
背景技术
博物馆建筑是高能耗的建筑类型，在严寒与寒冷地区，为了满足博物馆相关功能的需求，往往多采用主动式技术手段。通过使用较多设备，消耗大量能源来满足建筑内部的温度需求。寒冷地区博物馆建筑空调系统的能耗占比在建筑总能耗的中占比巨大。其原因有以下几点，一是在夏季高温季节，为保管藏品的完好，需要空调系统来保持合理且恒定的室内温度；二是冬季严寒季节，同样需要空调系统来调节室内温度，使舍内环境宜人；三是博物馆内高大空间对空调系统单一方式恒定温度带来较大的难度。
然而，目前我国的博物馆空调系统多采用大量的机电设备，提升造价，不利于建筑的经济性，并且缺少合理的调节，使得空调系统的部分能源浪费且能耗较高。因此，需要一种低能耗、高效率的空调系统解决寒冷地区博物馆建筑因维持温度导致的能耗较高问题。
发明内容
本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，包括：地源热泵、蓄能水箱、空调系统、供冷供热管路、新风系统，地源热泵用于将埋藏在地下的集热管井内的地源热能通过水路引出至地面供博物馆建筑供热使用，蓄能水箱用于在能耗低谷时将冷量或热量以冷水或热水的形式贮存，在能耗高峰时充分利用冷水或热水形式贮存的冷量或热量进行供冷或供暖，空调系统为空调水系统，空调系统用于为博物馆建筑提供冷水或热水进行供冷或供暖，新风系统用于将来自室外的新风经过过滤、制冷或加热、加湿后供向博物馆建筑，供冷供热管路用于水路连接各子系统；
地源热泵的蒸发器和冷凝器分别连接至集热管井和供冷供热管路，蓄能水箱连接至供冷供热管路，空调系统连接至供冷供热管路，新风系统的热交换器连接至供冷供热管路；博物馆建筑的公共区域设有地板辐射供冷供热装置，地板辐射供冷供热装置连接至供冷供热管路，博物馆建筑的公共区域、办公区域、辅助用房区域设有风机盘管供冷供热装置，风机盘管供冷供热装置连接至供冷供热管路，博物馆建筑的其他区域设有全空气空调系统供冷供热装置；博物馆建筑的公共区域、办公区域、辅助用房区域布设有新风系统；
冬季需要供热时，充分利用埋藏在地下的集热管井将地热能引导至博物馆建筑内进行供热，不足时用空调系统的热水进行补充，降低了空调系统的能耗；夏季需要供冷时，采用空调系统的冷水对博物馆建筑内进行供冷，在能耗低谷时，例如半夜或闭馆期间，充分利用空调系统将冷量以冷水的形式贮存在蓄能水箱内，在能耗高峰时充分利用蓄能水箱内的冷水形式贮存的冷量进行供冷，不足时用空调系统的冷水进行补充，博物馆建筑的公共区域采用地板辐射供冷供热加风机盘管供冷供热的联合空调方式，解决了博物馆公共区域高大空间的空调冷热负荷问题。
优选的，所述博物馆建筑的公共区域包括展厅、功能厅、体验馆、休息厅、餐厅、门厅、连廊。
优选的，所述供冷供热管路上设有混水加压泵组。
优选的，所述空调系统采用机械循环一次泵变流量系统，空调系统设有定压及补水装置，定压及补水装置安装在能源站及锅炉房内。
优选的，所述新风系统的进风口处设有空气净化装置，空气净化装置为高效低阻装置。
优选的，所述新风系统的出风口处设有二级净化装置，减少博物馆排放对空气的污染。
优选的，所述新风系统的出风口处设有热回收装置，回收热量，减少能耗。
优选的，所述空调系统出水口、集热管井的出水口处设有螺旋脱气除污器。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用地源热泵加水蓄能的方式，大大降低高大空间的空调冷热负荷，减少冬季室内温度梯度、提高热舒适性，降低能耗，并在公共区域空调方式采用“地板辐射供冷供热加风机盘管供冷供热”的联合空调方式，解决了高大空间的空调冷热负荷问题，且温度调节效果好，因此，本发明有效减低了寒冷地区博物馆建筑的空调系统能耗且维持温度效果好。
2、本发明通过在博物馆不同的区域设置不同的供冷供热装置，满足了公共区域需要恒温、办公区域、辅助用房区域需要可调的不同需求，因此能够根据不同场馆不同区域的要求进行不同的设置规划；因此，本发明具有多种场馆适应性。
附图说明
图1是一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统的管路连接示意图；
图2是空调机组控制原理图；
图3是新风机组控制原理图；
图4是地板辅热供冷供暖控制原理图；
图5是风机盘管控制原理图；
图6是辐射系统分集水器侧面安装示意图；
图7是辐射系统分集水器箱体正面安装示意图；
图8是辐射系统分集水器正面安装示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的相关技术进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1～8，一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，包括：地源热泵、蓄能水箱、空调系统、供冷供热管路、新风系统，地源热泵用于将埋藏在地下的集热管井内的地源热能通过水路引出至地面供博物馆建筑供热使用，蓄能水箱用于在能耗低谷时将冷量或热量以冷水或热水的形式贮存，在能耗高峰时充分利用冷水或热水形式贮存的冷量或热量进行供冷或供暖，空调系统为空调水系统，空调系统用于为博物馆建筑提供冷水或热水进行供冷或供暖，新风系统用于将来自室外的新风经过过滤、制冷或加热、加湿后供向博物馆建筑，供冷供热管路用于水路连接各子系统；
地源热泵的蒸发器和冷凝器分别连接至集热管井和供冷供热管路，蓄能水箱连接至供冷供热管路，空调系统连接至供冷供热管路，新风系统的热交换器连接至供冷供热管路；博物馆建筑的公共区域设有地板辐射供冷供热装置，地板辐射供冷供热装置连接至供冷供热管路，博物馆建筑的公共区域、办公区域、辅助用房区域设有风机盘管供冷供热装置，风机盘管供冷供热装置连接至供冷供热管路，博物馆建筑的其他区域设有全空气空调系统供冷供热装置；博物馆建筑的公共区域、办公区域、辅助用房区域布设有新风系统；
冬季需要供热时，充分利用埋藏在地下的集热管井将地热能引导至博物馆建筑内进行供热，不足时用空调系统的热水进行补充，降低了空调系统的能耗；夏季需要供冷时，采用空调系统的冷水对博物馆建筑内进行供冷，在能耗低谷时，例如半夜或闭馆期间，充分利用空调系统将冷量以冷水的形式贮存在蓄能水箱内，在能耗高峰时充分利用蓄能水箱内的冷水形式贮存的冷量进行供冷，不足时用空调系统的冷水进行补充，博物馆建筑的公共区域采用地板辐射供冷供热加风机盘管供冷供热的联合空调方式，解决了博物馆公共区域高大空间的空调冷热负荷问题。
进一步的，所述博物馆建筑的公共区域包括展厅、功能厅、体验馆、休息厅、餐厅、门厅、连廊。
进一步的，所述供冷供热管路上设有混水加压泵组。
进一步的，所述空调系统采用机械循环一次泵变流量系统，空调系统设有定压及补水装置，定压及补水装置安装在能源站及锅炉房内。
进一步的，所述新风系统的进风口处设有空气净化装置，空气净化装置为高效低阻装置。
进一步的，所述新风系统的出风口处设有二级净化装置，减少博物馆排放对空气的污染。
进一步的，所述新风系统的出风口处设有热回收装置，回收热量，减少能耗。
进一步的，所述空调系统出水口、集热管井的出水口处设有螺旋脱气除污器。
实施例
本实施例为我国北方某市长城文化博物馆建筑的馆内空调系统。本实施例空凋冷热源采用地源热泵加水蓄能，夏季提供7/12℃空调冷水，冬季提供50/45℃空调热水，夏季地板辐射供冷温度14/19℃，冬季供热温度45/40℃，由设置在制冷机房的混水加压泵组提供，空调水系统采用机械循环一次泵变流量系统，系统的定压及补水在能源站及锅炉房内完成，空调系统分布如下表1。
表1
本实施例为降低高大空间的空调冷热负荷。减少冬季室内温度梯度、提高热舒适性。公共区域空调方式采用“地板辐射供冷供热加定风量全空气空调系统”的联合空调方式。设置地板辐射供冷供热的区域有：地下一层休息厅、餐厅，一至三层门厅、休息厅、连廊等。办公、辅助用房采用“风机盘管加新风”系统。过渡季采用加大新风供冷。其余空间采用全空气空调系统。过渡季采用全新风运行。24小时使用的消防控制室采用分体空调，新风系统分布如下
表2，室内控制参数如下表3。
表2
表3
本实施例采用的空气净化装置为高效低阻装置，指标符合国家现行标准规定。在空气净化处理过程中不产生新的污染；该装置设置在进风口处，净化要求高时可在出口处设置二级净化装置。新风热回收装置换热性能：三层空调系统采用带新风热回收的空调机组，热回收效率大于70％。
表4是空调机组控制策略示意表、表5是新风机组控制策略示意表、表6是地板辐射供冷供暖控制策略示意表、表7是风机盘管控制策略示意表：
表5
表6
表7
本实施例空凋冷热源采用地源热泵加水蓄能，大大降低高大空间的空调冷热负荷，减少冬季室内温度梯度、提高热舒适性。并在公共区域空调方式采用“地板辐射供冷供热加风机盘管供冷供热”的联合空调方式。以此来减低空调系统的能耗。
本实施例为严寒地区博物馆建筑的空调系统，通过地源热泵、新风系统、空调机组等结合来达到降低能耗的效果，本实施例方案可由此展开为不同地区(如夏热冬冷地区等)不同类型公共建筑(如博物馆、办公建筑等)的低能耗空调系统设计策略。
综上所述，本发明提供了一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，本发明采用地源热泵加水蓄能的方式，大大降低高大空间的空调冷热负荷，减少冬季室内温度梯度、提高热舒适性，降低能耗，并在公共区域空调方式采用“地板辐射供冷供热加风机盘管供冷供热”的联合空调方式，解决了高大空间的空调冷热负荷问题，且温度调节效果好，有效减低了寒冷地区博物馆建筑的空调系统能耗且维持温度效果好，因此本发明拥有广泛的应用前景。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，其特征在于，包括：地源热泵、蓄能水箱、空调系统、供冷供热管路、新风系统，所述地源热泵用于将埋藏在地下的集热管井内的地源热能通过水路引出至地面供博物馆建筑供热使用，所述蓄能水箱用于在能耗低谷时将冷量或热量以冷水或热水的形式贮存，在能耗高峰时充分利用冷水或热水形式贮存的冷量或热量进行供冷或供暖，所述空调系统为空调水系统，所述空调系统用于为博物馆建筑提供冷水或热水进行供冷或供暖，所述新风系统用于将来自室外的新风经过过滤、制冷或加热、加湿后供向博物馆建筑，所述供冷供热管路用于水路连接地源热泵、蓄能水箱、空调系统、新风系统；
所述地源热泵的蒸发器和冷凝器分别连接至所述集热管井和供冷供热管路，所述蓄能水箱连接至供冷供热管路，所述空调系统连接至供冷供热管路，所述新风系统的热交换器连接至供冷供热管路；
所述博物馆建筑的公共区域设有地板辐射供冷供热装置，所述博物馆建筑的公共区域、办公区域、辅助用房区域设有风机盘管供冷供热装置，所述地板辐射供冷供热装置、风机盘管供冷供热装置分别连接至供冷供热管路，所述博物馆建筑的其他区域设有全空气空调系统供冷供热装置；
所述博物馆建筑的公共区域、办公区域、辅助用房区域布设有所述新风系统。
2.根据权利要求1所述的一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，其特征在于，所述博物馆建筑的公共区域包括展厅、功能厅、体验馆、休息厅、餐厅、门厅、连廊。
3.根据权利要求1所述的一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，其特征在于，所述供冷供热管路上设有混水加压泵组。
4.根据权利要求1所述的一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，其特征在于，所述空调系统采用机械循环一次泵变流量系统，所述空调系统设有定压及补水装置，所述定压及补水装置安装在能源站及锅炉房内。
5.根据权利要求1所述的一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，其特征在于，所述新风系统的进风口处设有空气净化装置，所述空气净化装置为高效低阻装置。
6.根据权利要求1所述的一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，其特征在于，所述新风系统的出风口处设有二级净化装置。
7.根据权利要求1所述的一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，其特征在于，所述新风系统的出风口处设有热回收装置。
8.根据权利要求1所述的一种寒冷地区博物馆建筑的低能耗空调系统，其特征在于，所述空调系统出水口、集热管井的出水口处设有螺旋脱气除污器。
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