自然博物馆采暖通风系统设计分析

安秋兰

摘要：博物馆暖通工程具备设备管线复杂、系统繁多等特征，于实际施工设计时均存在一定难度，因此，本文从冷热源方案比对、空调水系统、低温制冷系统、通风系统、采暖系统及节能设计等角度出发对自然博物馆采暖通风系统设计予以分析，并结合空间差异、功能差异，对空调系统装设提出建议，除可满足温度、湿度需求外，还可实现资源节约。

关键词：自然博物馆；采暖通风系统；节能设计

伴随民众精神文明需求提升，近几年博物馆类建设项目逐年增多，因此类建筑物对建筑功能所提出要求较高，同时也对采暖通风设计提出更高要求。自然博物馆除需满足民众参观需求外，还应具备良好环境，不仅可提升民众参观体验，也可对展品良好存放提供适宜环境，因此，本文对自然博物馆采暖通风系统设计加以分析，望借此优化自然博物馆现阶段暖通设计。

1.冷热源方案比对

因本工程建设位置具备稳定热源。工程所处区域无可利用地表水，加之地下水完全回灌具备一定难度，无法选用水源热泵方案。因场地条件受限，并未具备足够地下换热管道埋设空间，且因为限额设计，初投资受限严格，未采取地源热泵此类虽环保节能，但高投资的冷热源方案。经多种因素考量后，本工程选用热源联合电制冷冷热源设计方案。此设计方案所具备优势为热源、供电可靠且安全，节约能源及提升能源利用率；电制冷为技术成熟且优质高效的一项制冷手段，具备广泛应用范围。本工程所选用冷水机组性能系数COP值可达5.86、5.93，可充分符合《公共建筑节能设计标准》中所设定数值。冷源构成如下：由3台400B水冷冷水机组、1台110B冷水机组负责7/12℃冷冻水供应。由R134a环保型制冷剂作为冷媒。本工程配备热源，由2台1.5T/h燃气蒸汽锅炉负责3T/h蒸汽供应；。空调系统总冷负荷为4505KW，总热负荷大6700KW。冷却塔结合冷水机组实行1：1设计，于室外设备用房屋面装设，冷却水供回水温度控制于37/32℃。另设置一座冷却水池，做为冷却水调节使用。

蒸汽锅炉由新风机组、新风机组加湿及恒温恒湿空调机组等负责蒸汽供应。热源仅负责冬季高温热水供应，于换热后由空调系统及采暖系统负责热水供应。热回收冷水机组于过渡季、夏季为恒温恒湿空调机组供应热水，并为生活热水供应热量，借助阀门开关对两种热源加以切换。热回收冷水机组将供热为主，对运行情况予以调节。冷负荷升高时，启动对应冷却塔，对建筑物供热、供冷需求予以充分满足。除此之外，还应配置1台汽水换热机组，于机组，对重要房间、展区供热连续性加以保障。恒温恒湿空调机组总表最高冷量应控制于2650KW，当其中1台产生故障无法正常运转时，剩余2台合计制冷量至少可为2978KW，对工艺制冷所提出要求予以充分满足。

展厅、库房等具备恒温恒湿要求区域均应安设相应空调系统，为物品展览、存放提供良好环境。若展品存在湿度、温度要求应放置于恒温恒湿箱中，对湿度、温度予以独立控制。此外，为将恒温恒湿箱、展区二者间温度差、湿度差缩至较小，展区处也需放置恒温恒湿空调系统。夏季时，将空气经新回风混合、过滤后行冷却、除湿、再热后向室内传输；冬季时将空气经新回风混合、过滤后行加热、干蒸汽加湿后向室内传输。结合季节差异，对库房温湿度予以适当调节，并对各段位工作状态加以调节，送风温差控制以6℃为宜。展厅空调机房设置在每一个展厅的旁边，房间经过消音处理，主风管经消音处理后送入展区。此种安装方式对空调使用有一定优势，风压，冷/热量在输送过程中损失较少，但空调机组运转所产生的噪音需进行特别处理，将对展区造成的干扰降至较低。

2.空调系统

结合功能、空间差异，开展针对性气流、送风组织形式，如将球形喷口侧送应用至自然展厅、公共区域等高大空间中，将旋流风口下送应用至展廊及报告厅等空间，一台螺杆机组行电制冷系统方式应用至行政办公及业务科研等空间，此区域空间小、空高较低，将风机盘管应用至办公等空间，将双层百叶风口侧送应用至库房等空间。

2.1空调水系统

空调水系统设计四管制，热水供回管、冷冻水供回管为管道设计两种主要分类，恒温恒湿空调机组水系统设计为热水加热段符合再加热段，结合季节差异，切换机组热水加工需求。热水供回水温度控制为60/50℃，冷冻水供回水温度控制为7/12℃，经机组制定再热热水供回温度控制于45/40℃。将两管制应用至风机盘管空调水系统中，于夏季时负责供冷，将冷冻水供回水温度控制于7/12℃，于冬季负责供热，将热水供回水温度控制于60/50℃间。新风机组及空调机组于冷热水回水管处应安设动态平衡电动调节阀，负责调节系统、平衡系统等工作。同时，还应将静态流量平衡阀设计加入风机盘管分支环路回水干管中。此外，还应将立式气压罐定压应用至冷冻水系统中，设计冷冻水补水泵为空调系统予以补水。冷却水系统及冷冻水补水供给均借助全自动软化水装置开展水质處理，对补水供给行防腐、防垢、杀菌及超净过滤。

2.2低温制冷及通风系统

制冷均为组合式空调器连接风管，由风管供应冷热风。其中需注意的为冷热风出风口位置尽量避开展品，可安装至行人游览区域，展区低温制冷系统由三台螺杆机组采用电制冷，供布展区域及公共区域，单台制冷量可达1392KW，采用R134a制冷剂，-20℃为蒸发温度，-13℃为回液温度，此展区内设置3台空气处理装置，以电加热融霜，同3台螺杆机组组共同构成完全独立的制冷、控制系统，制冷系统间可自动实现交替使用、同时使用及互为备用等功能。通风系统即熏蒸室废气行净化处理后经高空排放，全体通风孔洞均设置防虫及防鼠装置。

2.3采暖系统

两台燃气真空锅炉采用天然气制热，供布展区域及公共区域供暖，一台真空燃气锅炉采用天然气制热，供办公区供暖，采暖系统与制冷系统公用一套管网和末端设备进行内部空间供暖，在换季时通过阀门调节实现切换。

3.节能设计

空调水系统均采用一次泵变流量系统，部分负荷时可借助变频水泵对流量加以调整，节约部分电能。低温制冷机组中借助变蒸发压力及变冷凝压力控制技术，可实现制冷系统节能运转。此外，将分层空调应用至公共大厅等高大空间中，于低位设置送风喷口可将空调机组送风量降至较低，实现能源节约。热回收冷水机组所供应的45/40℃热水，于过渡季、夏季时可为恒温恒湿空调机组供应再热热量，也可为生活热水供应换热热水，可有效提升能源利用率。

结束语：

综上所述，本文针对自然博物馆暖通设计展开分析，于满足环境需求同时，实现资源节约。本工程设计中所使冷却水池，可将冷水机组于运行过程中所产生的热量予以调节，可于一定程度上节约冷却塔运行成本，减少噪声污染。借此，也可优化自然博物馆暖通设计，实现可持续发展。

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（作者单位：重庆自然博物馆）