一年四季，清波粼粼的國家大劇院前(qian)每(mei)天都會迎來無數遊客拍(pai)照留(liu)念。特別是在雪花飛(fei)舞(wu)的冬季，不少遊客會產生疑(yi)問(wen)，國家大劇院外(wai)不結冰的水池(chi)藏著怎(zen)樣的秘(mi)密(mi)？CCTV-10《創新進行時》欄目3月11日播出的《不結冰的大劇院》做了詳(xiang)細(xi)揭秘(mi)。原來，正是有了恒有源集團的淺(qian)層地熱能保駕護(hu)航，才造就了“不結冰的國家大劇院”，多年的實踐也證明了恒有源集團淺(qian)層地熱能技術的節(jie)能環保。

作為亞洲最大的劇院綜(zong)合體，國家大劇院外(wai)觀(guan)呈(cheng)半橢球(qiu)形(xing)，殼體外(wai)圍環繞著水色蕩漾的人工湖，總麵積達3.55萬平方米。人工湖水域(yu)的設計理念來自京城水係，湖水如同一麵清澈見(jian)底的鏡子(zi)，波光與倒影(ying)交相輝映(ying)，共同托起(qi)中央(yang)巨(ju)大而晶瑩的建(jian)築(zhu)，為北京城中心地區增添了一處靈動水景(jing)。

國家大劇院的室外(wai)露天水池(chi)麵積約35000㎡，儲水量近15000m³，水深400mm。北京冬季氣溫在攝氏零度以下，如何使人工湖的水冬季不結冰，也成為一大難題。那麼用什(shi)麼方法能讓國家大劇院的露天大湖在冬天也能擁(yong)有一池(chi)碧水呢？人工湖水池(chi)冬季不結冰，夏季不長藻，四季清澈的秘(mi)訣正是源自恒有源集團應(ying)用淺(qian)層地熱能的地能熱泵環境係統。北京市地質礦(kuang)產勘察(cha)院副總工程師李寧波解(jie)釋道，地下水的溫度和含水層的深度密(mi)切相關，底下的溫度是恒定的。這(zhe)也是恒有源集團采用淺(qian)層地熱保證大劇院人工湖不結冰的根(gen)源。

李寧波說，地下深度不同溫度就不一樣，世(shi)界範(fan)圍內地熱平均水平是每(mei)向下百(bai)米地溫增加約3攝氏度。他指出，地熱能是指在當前(qian)的經濟(ji)技術條(tiao)件下能夠被人類開采利用的這(zhe)一部分熱能，在全世(shi)界範(fan)圍內可應(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)地源熱泵技術充(chong)分利用了地熱能，實現了國家大劇院這(zhe)個麵積達35000平方米的露天大湖冬天不結冰。

國家大劇院外(wai)景(jing)觀(guan)水池(chi)加熱係統可采用多種(zhong)方法，如城市熱力、燃氣鍋爐、淺(qian)層地熱能等。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(ben)均高於采用淺(qian)層地熱能的地能熱泵環境係統，最終恒有源集團的地能熱泵環境係統因節(jie)能環保被采用。李寧波認為，讓水麵溫度恒定不結冰，保持(chi)理想景(jing)觀(guan)效果，運行費用低，節(jie)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(xun)環換熱地能采集係統的機房與池(chi)水處理站相結合，利用池(chi)水循(xun)環換熱裝置作為末(mo)端設備，池(chi)水循(xun)環裝置置於四個站房內。冬季池(chi)水溫度低，經過(guo)封閉的循(xun)環係統，將恒溫的地下水與湖水換熱，冬季可以將人工湖的水溫控(kong)製在零度以上；夏季池(chi)水溫度高，再反向換熱，降(jiang)低池(chi)水溫度。

經過(guo)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。經過(guo)封閉的循(xun)環係統，將與恒溫的地下水換熱後的池(chi)水注入湖內，冬季可以將人工湖的水溫控(kong)製在零度以上。夏季抽取12℃的地下水，通過(guo)反向換熱，使池(chi)水溫度降(jiang)低，即夏季將池(chi)水獲(huo)得(de)的太(tai)陽輻(fu)射熱轉移到井水中而使池(chi)水降(jiang)溫；冬季把(ba)井水中的熱量提取出來用於加熱池(chi)水，這(zhe)樣就形(xing)成一個將熱量夏儲冬用的生態冷卻加熱循(xun)環係統。

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(gen)據北京氣象(xiang)預報提供的溫度、風速等參數，在確保景(jing)觀(guan)池(chi)水不凍及(ji)安(an)全、穩定、經濟(ji)運行的原則下，製定運行方案，以使係統處於最佳節(jie)能運行狀態。在天安(an)門地區大幅度降(jiang)溫，甚至(zhi)最低氣溫達到-9℃且連(lian)續陰天的情(qing)況(kuang)下，大劇院池(chi)水都未結冰。

恒有源集團在國家大劇院采用的這(zhe)一係統至(zhi)今已連(lian)續穩定運行了15年，其無汙染，運行費用低的優勢已得(de)到充(chong)分的證實。此(ci)工程開創了恒有源集團在淺(qian)層地熱能用於池(chi)水加熱係統設計安(an)裝領(ling)域(yu)的先(xian)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(ji)施工經驗。

國家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，因此(ci)必須認真做好施工組織設計，合理安(an)排人力資(zi)源，嚴格(ge)按圖施工。在施工過(guo)程中遇(yu)到問(wen)題及(ji)時同設計方溝通解(jie)決(jue)，保證工程質量和工期。

為避免露天水池(chi)中滋(zi)生微生物，造成水質汙染，係統管道內全部做了襯塑(su)處理。為保證襯塑(su)質量，先(xian)將機房水管裝好，沒(mei)有任何問(wen)題之後，再拆除管道，由專業廠家對(dui)管子(zi)進行襯塑(su)處理，而後重新將襯塑(su)水管複(fu)位(wei)。單井循(xun)環換熱地能采集井則布置在地下室，結構緊湊，布置合理。

國家大劇院景(jing)觀(guan)水池(chi)的地能熱泵環境係統經濟(ji)效益顯著(zhu)，節(jie)能減排明顯，運行費用低，係統運行費用僅是燃氣鍋爐費用的36%。

單井循(xun)環換熱地能采集技術收(shou)集淺(qian)層地下的熱量和冷量來加熱和冷卻池(chi)水的地能熱泵環境係統是恒有源集團發明的專利技術，優點突出，設備初投(tou)資(zi)少，運行費用低，可滿足冬季池(chi)水加熱，夏季池(chi)水冷卻的要求。單井循(xun)環換熱地能采集技術具(ju)有不移沙、不破壞(huai)地下水平衡、不汙染地下水，無任何汙染等優點，是任何燃油、燃氣鍋爐不可比擬的。

如今，北京大興國際機場、北京城市副中心，以及(ji)雄安(an)新區的很多工程都使用了地源熱泵技術。恒有源集團也都參與了其中的工程建(jian)設，僅北京大興國際機場采取地源熱泵技術，每(mei)年就可減少二氧化碳排放量2.6萬噸。

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

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