一年四季，清波粼(lin)粼(lin)的國家(jia)大劇院前每天都會迎來無數遊客拍(pai)照留念。特別(bie)是在雪花飛舞的冬(dong)季，不少(shao)遊客會產生疑問，國家(jia)大劇院外不結冰的水池藏著怎樣(yang)的秘密？CCTV-10《創新進行時》欄目3月11日播出的《不結冰的大劇院》做(zuo)了詳細揭秘。原來，正(zheng)是有了恒有源集團的淺(qian)層地熱能保駕(jia)護航(hang)，才造就了“不結冰的國家(jia)大劇院”，多年的實踐也證明了恒有源集團淺(qian)層地熱能技術的節能環保。

作為亞洲最大的劇院綜合體，國家(jia)大劇院外觀呈半橢(tuo)球形，殼體外圍環繞著水色蕩漾(yang)的人(ren)工湖，總麵積達3.55萬平方米。人(ren)工湖水域的設計理念來自京城水係，湖水如同一麵清澈見底的鏡子(zi)，波光(guang)與倒影交相輝映，共同托(tuo)起中央巨大而晶瑩的建築，為北(bei)京城中心地區增(zeng)添了一處靈(ling)動水景。

國家(jia)大劇院的室外露天水池麵積約35000㎡，儲水量近15000m³，水深400mm。北(bei)京冬(dong)季氣溫在攝氏零度以下，如何使人(ren)工湖的水冬(dong)季不結冰，也成為一大難(nan)題(ti)。那(na)麼用什麼方法能讓(rang)國家(jia)大劇院的露天大湖在冬(dong)天也能擁有一池碧(bi)水呢？人(ren)工湖水池冬(dong)季不結冰，夏季不長藻，四季清澈的秘訣正(zheng)是源自恒有源集團應(ying)用淺(qian)層地熱能的地能熱泵(beng)環境係統(tong)。北(bei)京市地質礦產勘察院副總工程師(shi)李寧波解(jie)釋道，地下水的溫度和含(han)水層的深度密切相關，底下的溫度是恒定的。這也是恒有源集團采用淺(qian)層地熱保證大劇院人(ren)工湖不結冰的根源。

李寧波說，地下深度不同溫度就不一樣(yang)，世(shi)界範圍內地熱平均(jun)水平是每向下百米地溫增(zeng)加約3攝氏度。他指出，地熱能是指在當(dang)前的經濟技術條(tiao)件下能夠被人(ren)類開采利用的這一部分(fen)熱能，在全(quan)世(shi)界範圍內可(ke)應(ying)用最廣的是200米以內的淺(qian)層地熱能。恒有源集團就是通過(guo)地源熱泵(beng)技術充(chong)分(fen)利用了地熱能，實現了國家(jia)大劇院這個麵積達35000平方米的露天大湖冬(dong)天不結冰。

國家(jia)大劇院外景觀水池加熱係統(tong)可(ke)采用多種(zhong)方法，如城市熱力、燃氣鍋爐、淺(qian)層地熱能等。根據技術分(fen)析結果(guo)，采用城市熱力、燃氣鍋爐的運行成本(ben)均(jun)高於采用淺(qian)層地熱能的地能熱泵(beng)環境係統(tong)，最終恒有源集團的地能熱泵(beng)環境係統(tong)因(yin)節能環保被采用。李寧波認為，讓(rang)水麵溫度恒定不結冰，保持理想景觀效(xiao)果(guo)，運行費用低，節能還不汙染水源，這些都是地源熱泵(beng)技術的獨有優點。

恒有源單井循環換熱地能采集係統(tong)的機房(fang)與池水處理站(zhan)相結合，利用池水循環換熱裝置作為末(mo)端設備，池水循環裝置置於四個站(zhan)房(fang)內。冬(dong)季池水溫度低，經過(guo)封(feng)閉的循環係統(tong)，將(jiang)恒溫的地下水與湖水換熱，冬(dong)季可(ke)以將(jiang)人(ren)工湖的水溫控製(zhi)在零度以上；夏季池水溫度高，再反向換熱，降低池水溫度。

經過(guo)勘測發現，在地下80米深處，地下水溫保持在攝氏13度以上。經過(guo)封(feng)閉的循環係統(tong)，將(jiang)與恒溫的地下水換熱後的池水注入湖內，冬(dong)季可(ke)以將(jiang)人(ren)工湖的水溫控製(zhi)在零度以上。夏季抽取12℃的地下水，通過(guo)反向換熱，使池水溫度降低，即夏季將(jiang)池水獲得的太陽輻射熱轉移(yi)到井水中而使池水降溫；冬(dong)季把(ba)井水中的熱量提取出來用於加熱池水，這樣(yang)就形成一個將(jiang)熱量夏儲冬(dong)用的生態冷卻加熱循環係統(tong)。

整套裝置2003年開始施工，2007年11月開始調試(shi)運行。在調試(shi)運行過(guo)程中，根據北(bei)京氣象(xiang)預報(bao)提供的溫度、風速等參數，在確保景觀池水不凍及安全(quan)、穩定、經濟運行的原則下，製(zhi)定運行方案，以使係統(tong)處於最佳節能運行狀態。在天安門(men)地區大幅度降溫，甚至(zhi)最低氣溫達到-9℃且連續陰天的情況下，大劇院池水都未結冰。

恒有源集團在國家(jia)大劇院采用的這一係統(tong)至(zhi)今已連續穩定運行了15年，其無汙染，運行費用低的優勢已得到充(chong)分(fen)的證實。此(ci)工程開創了恒有源集團在淺(qian)層地熱能用於池水加熱係統(tong)設計安裝領域的先河，為國內淺(qian)層地熱能應(ying)用行業提供了重要的數據參數及施工經驗。

國家(jia)大劇院是中國在新世(shi)紀的重點工程，質量要求高、工期短、任務重，交叉施工多，因(yin)此(ci)必(bi)須認真做(zuo)好(hao)施工組(zu)織設計，合理安排人(ren)力資(zi)源，嚴(yan)格(ge)按(an)圖(tu)施工。在施工過(guo)程中遇到問題(ti)及時同設計方溝通解(jie)決，保證工程質量和工期。

為避(bi)免(mian)露天水池中滋生微(wei)生物，造成水質汙染，係統(tong)管道內全(quan)部做(zuo)了襯塑(su)處理。為保證襯塑(su)質量，先將(jiang)機房(fang)水管裝好(hao)，沒有任何問題(ti)之後，再拆除管道，由專(zhuan)業廠家(jia)對(dui)管子(zi)進行襯塑(su)處理，而後重新將(jiang)襯塑(su)水管複位(wei)。單井循環換熱地能采集井則布置在地下室，結構緊湊，布置合理。

國家(jia)大劇院景觀水池的地能熱泵(beng)環境係統(tong)經濟效(xiao)益顯(xian)著，節能減排明顯(xian)，運行費用低，係統(tong)運行費用僅(jin)是燃氣鍋爐費用的36%。

單井循環換熱地能采集技術收集淺(qian)層地下的熱量和冷量來加熱和冷卻池水的地能熱泵(beng)環境係統(tong)是恒有源集團發明的專(zhuan)利技術，優點突出，設備初(chu)投資(zi)少(shao)，運行費用低，可(ke)滿足冬(dong)季池水加熱，夏季池水冷卻的要求。單井循環換熱地能采集技術具(ju)有不移(yi)沙(sha)、不破(po)壞(huai)地下水平衡(heng)、不汙染地下水，無任何汙染等優點，是任何燃油、燃氣鍋爐不可(ke)比擬的。

如今，北(bei)京大興(xing)國際機場、北(bei)京城市副中心，以及雄(xiong)安新區的很(hen)多工程都使用了地源熱泵(beng)技術。恒有源集團也都參與了其中的工程建設，僅(jin)北(bei)京大興(xing)國際機場采取地源熱泵(beng)技術，每年就可(ke)減少(shao)二氧化碳排放量2.6萬噸。

未來，我國對(dui)地熱資(zi)源的利用方式和場景將(jiang)越來越豐富，實現綠色、低碳、高質量發展。

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