一年四季，清(qing)波粼粼的國家(jia)大(da)劇院前(qian)每(mei)天都會(hui)迎(ying)來無數遊客拍(pai)照留(liu)念。特別(bie)是在雪花飛舞的冬(dong)季，不少遊客會(hui)產生疑問(wen)，國家(jia)大(da)劇院外(wai)不結冰(bing)的水池藏著怎樣的秘密(mi)？CCTV-10《創新進行時》欄目3月11日播出的《不結冰(bing)的大(da)劇院》做了詳(xiang)細(xi)揭秘。原來，正是有了恒有源集團的淺層(ceng)地熱能保駕護航，才造就了“不結冰(bing)的國家(jia)大(da)劇院”，多年的實踐也(ye)證明了恒有源集團淺層(ceng)地熱能技術的節能環保。

作為亞洲最(zui)大(da)的劇院綜合體，國家(jia)大(da)劇院外(wai)觀呈(cheng)半橢球形，殼(ke)體外(wai)圍環繞(rao)著水色蕩漾的人工湖，總麵積達3.55萬平方米。人工湖水域的設計理念來自京城水係，湖水如同一麵清(qing)澈見(jian)底的鏡子，波光與倒影交相輝(hui)映(ying)，共(gong)同托(tuo)起中央(yang)巨大(da)而晶瑩的建築，為北京城中心地區增添了一處靈動水景(jing)。

國家(jia)大(da)劇院的室(shi)外(wai)露天水池麵積約35000㎡，儲水量近15000m³，水深400mm。北京冬(dong)季氣溫在攝氏零(ling)度以下，如何使人工湖的水冬(dong)季不結冰(bing)，也(ye)成為一大(da)難(nan)題。那麼(me)用什麼(me)方法能讓國家(jia)大(da)劇院的露天大(da)湖在冬(dong)天也(ye)能擁有一池碧水呢？人工湖水池冬(dong)季不結冰(bing)，夏季不長藻，四季清(qing)澈的秘訣(jue)正是源自恒有源集團應用淺層(ceng)地熱能的地能熱泵環境係統(tong)。北京市地質礦(kuang)產勘察院副總工程師李寧波解(jie)釋道，地下水的溫度和含水層(ceng)的深度密(mi)切相關，底下的溫度是恒定的。這(zhe)也(ye)是恒有源集團采用淺層(ceng)地熱保證大(da)劇院人工湖不結冰(bing)的根(gen)源。

李寧波說，地下深度不同溫度就不一樣，世界範圍內地熱平均(jun)水平是每(mei)向下百米地溫增加(jia)約3攝氏度。他指出，地熱能是指在當前(qian)的經(jing)濟技術條件(jian)下能夠被人類開采利用的這(zhe)一部分熱能，在全世界範圍內可(ke)應用最(zui)廣(guang)的是200米以內的淺層(ceng)地熱能。恒有源集團就是通過地源熱泵技術充(chong)分利用了地熱能，實現了國家(jia)大(da)劇院這(zhe)個(ge)麵積達35000平方米的露天大(da)湖冬(dong)天不結冰(bing)。

國家(jia)大(da)劇院外(wai)景(jing)觀水池加(jia)熱係統(tong)可(ke)采用多種(zhong)方法，如城市熱力、燃氣鍋爐、淺層(ceng)地熱能等。根(gen)據技術分析(xi)結果，采用城市熱力、燃氣鍋爐的運行成本均(jun)高於采用淺層(ceng)地熱能的地能熱泵環境係統(tong)，最(zui)終恒有源集團的地能熱泵環境係統(tong)因節能環保被采用。李寧波認為，讓水麵溫度恒定不結冰(bing)，保持(chi)理想景(jing)觀效(xiao)果，運行費用低，節能還不汙染水源，這(zhe)些都是地源熱泵技術的獨有優點。

恒有源單井循環換熱地能采集係統(tong)的機房(fang)與池水處理站相結合，利用池水循環換熱裝置作為末(mo)端(duan)設備，池水循環裝置置於四個(ge)站房(fang)內。冬(dong)季池水溫度低，經(jing)過封(feng)閉的循環係統(tong)，將恒溫的地下水與湖水換熱，冬(dong)季可(ke)以將人工湖的水溫控製在零(ling)度以上；夏季池水溫度高，再反向換熱，降低池水溫度。

經(jing)過勘測發現，在地下80米深處，地下水溫保持(chi)在攝氏13度以上。經(jing)過封(feng)閉的循環係統(tong)，將與恒溫的地下水換熱後的池水注(zhu)入湖內，冬(dong)季可(ke)以將人工湖的水溫控製在零(ling)度以上。夏季抽取12℃的地下水，通過反向換熱，使池水溫度降低，即夏季將池水獲(huo)得的太陽輻(fu)射熱轉(zhuan)移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(jia)熱池水，這(zhe)樣就形成一個(ge)將熱量夏儲冬(dong)用的生態冷卻加(jia)熱循環係統(tong)。

整套裝置2003年開始施工，2007年11月開始調試運行。在調試運行過程中，根(gen)據北京氣象預報(bao)提供(gong)的溫度、風速等參數，在確保景(jing)觀池水不凍(dong)及安(an)全、穩定、經(jing)濟運行的原則下，製定運行方案，以使係統(tong)處於最(zui)佳節能運行狀態。在天安(an)門地區大(da)幅度降溫，甚(shen)至最(zui)低氣溫達到-9℃且連(lian)續陰天的情(qing)況下，大(da)劇院池水都未結冰(bing)。

恒有源集團在國家(jia)大(da)劇院采用的這(zhe)一係統(tong)至今已連(lian)續穩定運行了15年，其無汙染，運行費用低的優勢(shi)已得到充(chong)分的證實。此工程開創了恒有源集團在淺層(ceng)地熱能用於池水加(jia)熱係統(tong)設計安(an)裝領域的先河，為國內淺層(ceng)地熱能應用行業提供(gong)了重要的數據參數及施工經(jing)驗。

國家(jia)大(da)劇院是中國在新世紀的重點工程，質量要求高、工期短、任務重，交叉施工多，因此必須認真做好(hao)施工組織(zhi)設計，合理安(an)排(pai)人力資源，嚴(yan)格按圖施工。在施工過程中遇到問(wen)題及時同設計方溝通解(jie)決，保證工程質量和工期。

為避(bi)免露天水池中滋生微生物，造成水質汙染，係統(tong)管道內全部做了襯塑處理。為保證襯塑質量，先將機房(fang)水管裝好(hao)，沒有任何問(wen)題之(zhi)後，再拆除管道，由專業廠家(jia)對(dui)管子進行襯塑處理，而後重新將襯塑水管複位。單井循環換熱地能采集井則布置在地下室(shi)，結構緊湊，布置合理。

國家(jia)大(da)劇院景(jing)觀水池的地能熱泵環境係統(tong)經(jing)濟效(xiao)益顯著(zhu)，節能減(jian)排(pai)明顯，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層(ceng)地下的熱量和冷量來加(jia)熱和冷卻池水的地能熱泵環境係統(tong)是恒有源集團發明的專利技術，優點突出，設備初(chu)投資少，運行費用低，可(ke)滿(man)足冬(dong)季池水加(jia)熱，夏季池水冷卻的要求。單井循環換熱地能采集技術具(ju)有不移沙、不破壞地下水平衡、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(ni)的。

如今，北京大(da)興(xing)國際機場、北京城市副中心，以及雄(xiong)安(an)新區的很多工程都使用了地源熱泵技術。恒有源集團也(ye)都參與了其中的工程建設，僅(jin)北京大(da)興(xing)國際機場采取地源熱泵技術，每(mei)年就可(ke)減(jian)少二氧化碳排(pai)放(fang)量2.6萬噸。

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

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