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熱的替(ti)代能源的科研、開發和推廣。致力於原(yuan)創技術的產業化發展，實現(xian)為建築物無燃燒供熱，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(dui)外開放並進行首場試演出。恒有源科技發展集團承(cheng)擔(dan)的保證(zheng)冬季(ji)池水不結冰室外景(jing)觀水池加熱係統於2007年11月25日開始調試運行。

一、工程概況

       國家大劇院位於人(ren)民大會堂(tang)西側(ce)，總建築麵積22萬㎡。室外設置露天(tian)水池，水池麵積約35000㎡，儲水量15000m³。為防止冬季(ji)池水凍(dong)結和夏季(ji)微生物滋生，需(xu)要對(dui)池水冬季(ji)加熱夏季(ji)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(chu)理站相銜接，末端設備利用池水水處(chu)理循環水係統。池水循環及處(chu)理共設四個站房；東北、西北站，東南、西南站。

二、係統設計

1、池水設計參數：

       冬季(ji)最冷季(ji)池水不凍(dong)溫度1.5℃，夏季(ji)最熱季(ji)池水溫度28℃。

       冬季(ji)池水加熱負(fu)荷(he)由水麵蒸發和瀑(pu)布(bu)蒸發損失熱量、水麵傳導(dao)和瀑(pu)布(bu)傳導(dao)損失熱量、池底和池壁(bi)傳導(dao)損失熱量、水池位於車庫(ku)等建築上方的得熱量、管道(dao)和設備散(san)熱損失及補充水加熱所需(xu)熱量、太陽輻射(she)得熱量形成。

       經(jing)熱負(fu)荷(he)分析計算，確定池水冬季(ji)熱負(fu)荷(he)為11340kW，熱負(fu)荷(he)指(zhi)標為324.0W/㎡。

       經(jing)冷負(fu)荷(he)分析計算，確定池水夏季(ji)冷負(fu)荷(he)為10325kW，冷負(fu)荷(he)指(zhi)標為295W/㎡。

       國家大劇院景(jing)觀池水加熱負(fu)荷(he)的確是設計難(nan)點，室外池水水麵熱損失計算無可(ke)靠的數學模(mo)型，為此(ci)設計初期方案階段參照室內泳(yong)池熱損失計算辦法進行，並初步確定係統裝機容量。為此(ci)我公司建一模(mo)擬水池，並對(dui)公司模(mo)擬水池進行測定，獲得大量可(ke)參考數據，並對(dui)初期設計進行調整。

2、冷熱源形式的確定：

       國家大劇院室外景(jing)觀水池加熱係統可(ke)采用多種(zhong)方法，如城市熱力、燃氣鍋爐、淺層地能等。經(jing)經(jing)濟(ji)分析推算，城市熱力、燃氣鍋爐運行成本難(nan)以與淺層地能相比，最終(zhong)確定采用恒有源單井循環換(huan)熱地能熱泵係統，用淺層地能景(jing)觀水池熱加熱方案。

       淺層地能景(jing)觀水池加熱係統之所以運行節能是因為冬季(ji)池水溫度1.5℃，淺層地能溫度為12℃,相比之下，淺層地能為高(gao)溫熱源，井水可(ke)直接對(dui)池水加熱，即(ji)可(ke)滿(man)足池水不凍(dong)要求。夏季(ji)池水溫度28℃，淺層地能溫度為15℃,相比之下，地下水為低溫冷源。

3、景(jing)觀水池加熱、冷卻係統

       將地下為12℃的水抽取上來通過水-水換(huan)熱方式將池水的熱量傳給地下水，池水溫度降(jiang)低。即(ji)夏季(ji)通過換(huan)熱器(qi)將池水獲得的太陽輻射(she)熱散(san)放到(dao)水井中，而使池水降(jiang)溫，冬季(ji)把(ba)井水中的熱量提取出來，加熱池水，形成一個冬儲夏用，夏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(ji)池水加熱熱負(fu)荷(he)為11340kW，夏季(ji)池水冷卻冷負(fu)荷(he)為10325kW。采用恒有源地能熱泵環境係統，標準的“單井循環”井的結構參數為：井孔直徑800mm，井管直徑500mm，井深85m，抽水和回(hui)灌水管直徑DN100，標準的“單井循環”井的性能參數為：井水循環量100t/h，抽灌水溫差5℃，取熱或製(zhi)冷能力600kW，確定采用18口單井。

2）“單井循環”井及主機設置

       由於水池水循環係統確定為四個循環水處(chu)理站，且(qie)每(mei)個站的循環流量均已(yi)確定，冷熱源係統的加熱冷卻的熱量和冷量隻能通過站房的各自的循環流量帶(dai)入(ru)池內，故冷熱源的采集裝置的數量應與各站的循環流量相對(dui)應。綜(zong)合已(yi)確定四個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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