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

前言

       國家大劇院工程於2007年9月對外開放(fang)並進行首場試演出。恒有源科技發展集團承(cheng)擔(dan)的保證冬季池水不(bu)結冰室(shi)外景(jing)觀水池加熱係統於2007年11月25日開始(shi)調試運行。

一、工程概況

       國家大劇院位於人民大會(hui)堂西側，總建築麵積22萬㎡。室(shi)外設置露(lu)天水池，水池麵積約35000㎡，儲水量15000m³。為防止冬季池水凍(dong)結和夏季微生物(wu)滋生，需要對池水冬季加熱夏季冷卻。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，末端設備利用池水水處理循環水係統。池水循環及處理共(gong)設四(si)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：

       冬季最(zui)冷季池水不(bu)凍(dong)溫度(du)1.5℃，夏季最(zui)熱季池水溫度(du)28℃。

       冬季池水加熱負(fu)荷(he)由水麵蒸發和瀑布蒸發損失熱量、水麵傳導和瀑布傳導損失熱量、池底(di)和池壁傳導損失熱量、水池位於車庫(ku)等建築上方的得熱量、管道和設備散熱損失及補充(chong)水加熱所需熱量、太陽輻(fu)射(she)得熱量形(xing)成。

       經熱負(fu)荷(he)分析計算，確定池水冬季熱負(fu)荷(he)為11340kW，熱負(fu)荷(he)指標為324.0W/㎡。

       經冷負(fu)荷(he)分析計算，確定池水夏季冷負(fu)荷(he)為10325kW，冷負(fu)荷(he)指標為295W/㎡。

       國家大劇院景(jing)觀池水加熱負(fu)荷(he)的確是(shi)設計難點，室(shi)外池水水麵熱損失計算無可(ke)靠的數學模型，為此設計初期(qi)方案階(jie)段(duan)參照(zhao)室(shi)內泳(yong)池熱損失計算辦法進行，並初步確定係統裝機容量。為此我公司建一模擬水池，並對公司模擬水池進行測定，獲得大量可(ke)參考(kao)數據，並對初期(qi)設計進行調整。

2、冷熱源形(xing)式的確定：

       國家大劇院室(shi)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。經經濟分析推算，城市熱力、燃氣鍋爐運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(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(shi)因(yin)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(ke)直接對池水加熱，即可(ke)滿足池水不(bu)凍(dong)要求。夏季池水溫度(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(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(du)降低。即夏季通過換(huan)熱器(qi)將池水獲得的太陽輻(fu)射(she)熱散放(fang)到水井中，而使池水降溫，冬季把井水中的熱量提取出來，加熱池水，形(xing)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

       冬季池水加熱熱負(fu)荷(he)為11340kW，夏季池水冷卻冷負(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(gou)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”井及主機設置

       由於水池水循環係統確定為四(si)個循環水處理站，且(qie)每個站的循環流量均已確定，冷熱源係統的加熱冷卻的熱量和冷量隻(zhi)能通過站房的各(ge)自的循環流量帶入池內，故(gu)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(he)已確定四(si)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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