恒有源科技發(fā)展集團(tuán)（微信號(hào)：HYYESSTD）專注于淺層地能作為建筑物供熱的替代能源的科研、開(kāi)發(fā)和推廣。致力于原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)為建筑物無(wú)燃燒供熱，大力發(fā)展地能熱冷一體化新興產(chǎn)業(yè)。
前言
國(guó)家大劇院工程于2007年9月對(duì)外開(kāi)放并進(jìn)行首場(chǎng)試演出。恒有源科技發(fā)展集團(tuán)承擔(dān)的保證冬季池水不結(jié)冰室外景觀水池加熱系統(tǒng)于2007年11月25日開(kāi)始調(diào)試運(yùn)行。
一、工程概況
國(guó)家大劇院位于人民大會(huì)堂西側(cè)，總建筑面積22萬(wàn)㎡。室外設(shè)置露天水池，水池面積約35000㎡，儲(chǔ)水量15000m3。為防止冬季池水凍結(jié)和夏季微生物滋生，需要對(duì)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(huán)境系統(tǒng)，冷熱源機(jī)房與池水水處理站相銜接，末端設(shè)備利用池水水處理循環(huán)水系統(tǒng)。池水循環(huán)及處理共設(shè)四個(gè)站房；東北、西北站，東南、西南站。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、池水設(shè)計(jì)參數(shù)：
冬季最冷季池水不凍溫度1.5℃，夏季最熱季池水溫度28℃。
冬季池水加熱負(fù)荷由水面蒸發(fā)和瀑布蒸發(fā)損失熱量、水面?zhèn)鲗?dǎo)和瀑布傳導(dǎo)損失熱量、池底和池壁傳導(dǎo)損失熱量、水池位于車(chē)庫(kù)等建筑上方的得熱量、管道和設(shè)備散熱損失及補(bǔ)充水加熱所需熱量、太陽(yáng)輻射得熱量形成。
經(jīng)熱負(fù)荷分析計(jì)算，確定池水冬季熱負(fù)荷為11340kW，熱負(fù)荷指標(biāo)為324.0W/㎡。
經(jīng)冷負(fù)荷分析計(jì)算，確定池水夏季冷負(fù)荷為10325kW，冷負(fù)荷指標(biāo)為295W/㎡。
國(guó)家大劇院景觀池水加熱負(fù)荷的確是設(shè)計(jì)難點(diǎn)，室外池水水面熱損失計(jì)算無(wú)可靠的數(shù)學(xué)模型，為此設(shè)計(jì)初期方案階段參照室內(nèi)泳池?zé)釗p失計(jì)算辦法進(jìn)行，并初步確定系統(tǒng)裝機(jī)容量。為此我公司建一模擬水池，并對(duì)公司模擬水池進(jìn)行測(cè)定，獲得大量可參考數(shù)據(jù)，并對(duì)初期設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。
2、冷熱源形式的確定：
國(guó)家大劇院室外景觀水池加熱系統(tǒng)可采用多種方法，如城市熱力、燃?xì)忮仩t、淺層地能等。經(jīng)經(jīng)濟(jì)分析推算，城市熱力、燃?xì)忮仩t運(yùn)行成本難以與淺層地能相比，最終確定采用恒有源單井循環(huán)換熱地能熱泵系統(tǒng)，用淺層地能景觀水池?zé)峒訜岱桨浮?/span>
淺層地能景觀水池加熱系統(tǒng)之所以運(yùn)行節(jié)能是因?yàn)槎境厮疁囟?.5℃，淺層地能溫度為12℃,相比之下，淺層地能為高溫?zé)嵩矗芍苯訉?duì)池水加熱，即可滿足池水不凍要求。夏季池水溫度28℃，淺層地能溫度為15℃,相比之下，地下水為低溫冷源。
3、景觀水池加熱、冷卻系統(tǒng)
將地下為12℃的水抽取上來(lái)通過(guò)水-水換熱方式將池水的熱量傳給地下水，池水溫度降低。即夏季通過(guò)換熱器將池水獲得的太陽(yáng)輻射熱散放到水井中，而使池水降溫，冬季把井水中的熱量提取出來(lái)，加熱池水，形成一個(gè)冬儲(chǔ)夏用，夏儲(chǔ)冬用生態(tài)冷卻加熱循環(huán)系統(tǒng)。
1）“單井循環(huán)”井?dāng)?shù)量確定
冬季池水加熱熱負(fù)荷為11340kW，夏季池水冷卻冷負(fù)荷為10325kW。采用恒有源地能熱泵環(huán)境系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)的“單井循環(huán)”井的結(jié)構(gòu)參數(shù)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(biāo)準(zhǔn)的“單井循環(huán)”井的性能參數(shù)為：井水循環(huán)量100t/h，抽灌水溫差5℃，取熱或制冷能力600kW，確定采用18口單井。
2）“單井循環(huán)”井及主機(jī)設(shè)置
由于水池水循環(huán)系統(tǒng)確定為四個(gè)循環(huán)水處理站，且每個(gè)站的循環(huán)流量均已確定，冷熱源系統(tǒng)的加熱冷卻的熱量和冷量只能通過(guò)站房的各自的循環(huán)流量帶入池內(nèi)，故冷熱源的采集裝置的數(shù)量應(yīng)與各站的循環(huán)流量相對(duì)應(yīng)。綜合已確定四個(gè)站房的循環(huán)流量設(shè)置“單井循環(huán)”井。
東北站：“單井循環(huán)”井6口，HT760型熱泵主機(jī)3臺(tái)；西北站：“單井循環(huán)”井6口，HT760型熱泵主機(jī)3臺(tái)；東南站：“單井循環(huán)”井3口，HT760型熱泵主機(jī)1臺(tái)；西南站：“單井循環(huán)”井3口，HT760型熱泵主機(jī)1臺(tái)。（作者：王學(xué)志 李大秋）
選自_《中國(guó)地能》
http://www.wutaiyy.com/zh-cn/qwsy_content.php?id=382
