恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注於淺層地能作為建築物供(gong)熱的替代能源的科研、開發和推廣。致力於原創技術的產業化發展，實現為建築物無燃燒供(gong)熱，大力發展地能熱冷一體化新興(xing)產業。

前言

       國家大劇院工程於2007年9月對外(wai)開放(fang)並進(jin)行首場試演出。恒有源科技發展集團承擔(dan)的保證(zheng)冬季池水不結(jie)冰室(shi)外(wai)景觀水池加熱係統於2007年11月25日(ri)開始調試運(yun)行。

一、工程概況

       國家大劇院位於人(ren)民(min)大會堂西側，總建築麵積22萬㎡。室(shi)外(wai)設置露(lu)天水池，水池麵積約35000㎡，儲水量15000m³。為防止冬季池水凍結(jie)和夏(xia)季微生物滋(zi)生，需要(yao)對池水冬季加熱夏(xia)季冷卻。池水加熱冷卻的冷熱源采用恒有源地能熱泵環境係統，冷熱源機房與池水水處理站相銜接(jie)，末端設備利用池水水處理循環水係統。池水循環及(ji)處理共設四個(ge)站房；東北、西北站，東南、西南站。

二、係統設計

1、池水設計參數：

       冬季最(zui)冷季池水不凍溫度(du)1.5℃，夏(xia)季最(zui)熱季池水溫度(du)28℃。

       冬季池水加熱負荷由(you)水麵蒸(zheng)發和瀑布蒸(zheng)發損(sun)失熱量、水麵傳導和瀑布傳導損(sun)失熱量、池底(di)和池壁(bi)傳導損(sun)失熱量、水池位於車(che)庫(ku)等建築上方的得熱量、管道和設備散熱損(sun)失及(ji)補(bu)充水加熱所需熱量、太(tai)陽輻(fu)射(she)得熱量形成。

       經熱負荷分析(xi)計算，確定池水冬季熱負荷為11340kW，熱負荷指標為324.0W/㎡。

       經冷負荷分析(xi)計算，確定池水夏(xia)季冷負荷為10325kW，冷負荷指標為295W/㎡。

       國家大劇院景觀池水加熱負荷的確是設計難點，室(shi)外(wai)池水水麵熱損(sun)失計算無可靠的數學模型，為此(ci)設計初期(qi)方案階段參照室(shi)內泳池熱損(sun)失計算辦法進(jin)行，並初步(bu)確定係統裝機容量。為此(ci)我公司(si)建一模擬(ni)水池，並對公司(si)模擬(ni)水池進(jin)行測定，獲得大量可參考數據，並對初期(qi)設計進(jin)行調整。

2、冷熱源形式的確定：

       國家大劇院室(shi)外(wai)景觀水池加熱係統可采用多種(zhong)方法，如城市熱力、燃氣鍋爐、淺層地能等。經經濟分析(xi)推算，城市熱力、燃氣鍋爐運(yun)行成本難以與淺層地能相比，最(zui)終(zhong)確定采用恒有源單井循環換熱地能熱泵係統，用淺層地能景觀水池熱加熱方案。

       淺層地能景觀水池加熱係統之所以運(yun)行節(jie)能是因為冬季池水溫度(du)1.5℃，淺層地能溫度(du)為12℃,相比之下，淺層地能為高溫熱源，井水可直接(jie)對池水加熱，即可滿足池水不凍要(yao)求(qiu)。夏(xia)季池水溫度(du)28℃，淺層地能溫度(du)為15℃,相比之下，地下水為低溫冷源。

3、景觀水池加熱、冷卻係統

       將地下為12℃的水抽取上來通(tong)過水-水換熱方式將池水的熱量傳給地下水，池水溫度(du)降低。即夏(xia)季通(tong)過換熱器(qi)將池水獲得的太(tai)陽輻(fu)射(she)熱散放(fang)到水井中，而使(shi)池水降溫，冬季把井水中的熱量提取出來，加熱池水，形成一個(ge)冬儲夏(xia)用，夏(xia)儲冬用生態冷卻加熱循環係統。

1）“單井循環”井數量確定

       冬季池水加熱熱負荷為11340kW，夏(xia)季池水冷卻冷負荷為10325kW。采用恒有源地能熱泵環境係統，標準的“單井循環”井的結(jie)構參數為：井孔直徑800mm，井管直徑500mm，井深85m，抽水和回灌水管直徑DN100，標準的“單井循環”井的性(xing)能參數為：井水循環量100t/h，抽灌水溫差5℃，取熱或製冷能力600kW，確定采用18口單井。

2）“單井循環”井及(ji)主機設置

       由(you)於水池水循環係統確定為四個(ge)循環水處理站，且每(mei)個(ge)站的循環流量均(jun)已確定，冷熱源係統的加熱冷卻的熱量和冷量隻(zhi)能通(tong)過站房的各(ge)自的循環流量帶(dai)入池內，故冷熱源的采集裝置的數量應與各(ge)站的循環流量相對應。綜(zong)合已確定四個(ge)站房的循環流量設置“單井循環”井。

       東北站：“單井循環”井6口，HT760型熱泵主機3台；西北站：“單井循環”井6口，HT760型熱泵主機3台；東南站：“單井循環”井3口，HT760型熱泵主機1台；西南站：“單井循環”井3口，HT760型熱泵主機1台。（作者：王學誌 李大秋）

選自_《中國地能》

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