恒有源科技發(fā)展集團（微信號：HYYESSTD）專注于淺層地能作為建筑物供熱的替代能源的科研、開發(fā)和推廣。致力于原創(chuàng)技術的產業(yè)化發(fā)展，實現為建筑物無燃燒供熱，大力發(fā)展地能熱冷一體化新興產業(yè)。
前言
國家大劇院工程于2007年9月對外開放并進行首場試演出。恒有源科技發(fā)展集團承擔的保證冬季池水不結冰室外景觀水池加熱系統(tǒng)于2007年11月25日開始調試運行。
一、工程概況
國家大劇院位于人民大會堂西側，總建筑面積22萬㎡。室外設置露天水池，水池面積約35000㎡，儲水量15000m3。為防止冬季池水凍結和夏季微生物滋生，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(huán)境系統(tǒng)，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(huán)水系統(tǒng)。池水循環(huán)及處理共設四個站房；東北、西北站，東南、西南站。
二、系統(tǒng)設計
1、池水設計參數：
冬季最冷季池水不凍溫度1.5℃，夏季最熱季池水溫度28℃。
冬季池水加熱負荷由水面蒸發(fā)和瀑布蒸發(fā)損失熱量、水面?zhèn)鲗Ш推俨紓鲗p失熱量、池底和池壁傳導損失熱量、水池位于車庫等建筑上方的得熱量、管道和設備散熱損失及補充水加熱所需熱量、太陽輻射得熱量形成。
經熱負荷分析計算，確定池水冬季熱負荷為11340kW，熱負荷指標為324.0W/㎡。
經冷負荷分析計算，確定池水夏季冷負荷為10325kW，冷負荷指標為295W/㎡。
國家大劇院景觀池水加熱負荷的確是設計難點，室外池水水面熱損失計算無可靠的數學模型，為此設計初期方案階段參照室內泳池熱損失計算辦法進行，并初步確定系統(tǒng)裝機容量。為此我公司建一模擬水池，并對公司模擬水池進行測定，獲得大量可參考數據，并對初期設計進行調整。
2、冷熱源形式的確定：
國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熱加熱方案。
淺層地能景觀水池加熱系統(tǒng)之所以運行節(jié)能是因為冬季池水溫度1.5℃，淺層地能溫度為12℃,相比之下，淺層地能為高溫熱源，井水可直接對池水加熱，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℃的水抽取上來通過水-水換熱方式將池水的熱量傳給地下水，池水溫度降低。即夏季通過換熱器將池水獲得的太陽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，加熱池水，形成一個冬儲夏用，夏儲冬用生態(tài)冷卻加熱循環(huán)系統(tǒng)。
1）“單井循環(huán)”井數量確定
冬季池水加熱熱負荷為11340kW，夏季池水冷卻冷負荷為10325kW。采用恒有源地能熱泵環(huán)境系統(tǒng)，標準的“單井循環(huán)”井的結構參數為：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(huán)”井的性能參數為：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)”井及主機設置
由于水池水循環(huán)系統(tǒng)確定為四個循環(huán)水處理站，且每個站的循環(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站房的各自的循環(huán)流量帶入池內，故冷熱源的采集裝置的數量應與各站的循環(huán)流量相對應。綜合已確定四個站房的循環(huán)流量設置“單井循環(huán)”井。
東北站：“單井循環(huán)”井6口，HT760型熱泵主機3臺；西北站：“單井循環(huán)”井6口，HT760型熱泵主機3臺；東南站：“單井循環(huán)”井3口，HT760型熱泵主機1臺；西南站：“單井循環(huán)”井3口，HT760型熱泵主機1臺。（作者：王學志 李大秋）
選自_《中國地能》
http://www.wutaiyy.com/zh-cn/qwsy_content.php?id=382
