恒有源科技发展集团（微信号：HYYESSTD）专注于浅层地能作为建筑物供热的替代能源的科研、开发和推广。致力于原创技术的产业化发展，实现为建筑物无燃烧供热，大力发展地能热冷一体化新兴产业。

前言

       国家大剧院工程于2007年9月对外开放并进行首场试演出。恒有源科技发展集团承担的保证冬季池水不结冰室外景观水池加热系统于2007年11月25日开始调试运行。

一、工程概况

       国家大剧院位于人民大会堂西侧，总建筑面积22万㎡。室外设置露天水池，水池面积约35000㎡，储水量15000m³。为防止冬季池水冻结和夏季微生物滋生，需要对池水冬季加热夏季冷却。池水加热冷却的冷热源采用恒有源地能热泵环境系统，冷热源机房与池水水处理站相衔接，末端设备利用池水水处理循环水系统。池水循环及处理共设四个站房；东北、西北站，东南、西南站。

二、系统设计

1、池水设计参数：

       冬季最冷季池水不冻温度1.5℃，夏季最热季池水温度28℃。

       冬季池水加热负荷由水面蒸发和瀑布蒸发损失热量、水面传导和瀑布传导损失热量、池底和池壁传导损失热量、水池位于车库等建筑上方的得热量、管道和设备散热损失及补充水加热所需热量、太阳辐射得热量形成。

       经热负荷分析计算，确定池水冬季热负荷为11340kW，热负荷指标为324.0W/㎡。

       经冷负荷分析计算，确定池水夏季冷负荷为10325kW，冷负荷指标为295W/㎡。

       国家大剧院景观池水加热负荷的确是设计难点，室外池水水面热损失计算无可靠的数学模型，为此设计初期方案阶段参照室内泳池热损失计算办法进行，并初步确定系统装机容量。为此我公司建一模拟水池，并对公司模拟水池进行测定，获得大量可参考数据，并对初期设计进行调整。

2、冷热源形式的确定：

       国家大剧院室外景观水池加热系统可采用多种方法，如城市热力、燃气锅炉、浅层地能等。经经济分析推算，城市热力、燃气锅炉运行成本难以与浅层地能相比，最终确定采用恒有源单井循环换热地能热泵系统，用浅层地能景观水池热加热方案。

       浅层地能景观水池加热系统之所以运行节能是因为冬季池水温度1.5℃，浅层地能温度为12℃,相比之下，浅层地能为高温热源，井水可直接对池水加热，即可满足池水不冻要求。夏季池水温度28℃，浅层地能温度为15℃,相比之下，地下水为低温冷源。

3、景观水池加热、冷却系统

       将地下为12℃的水抽取上来通过水-水换热方式将池水的热量传给地下水，池水温度降低。即夏季通过换热器将池水获得的太阳辐射热散放到水井中，而使池水降温，冬季把井水中的热量提取出来，加热池水，形成一个冬储夏用，夏储冬用生态冷却加热循环系统。

1）“单井循环”井数量确定

       冬季池水加热热负荷为11340kW，夏季池水冷却冷负荷为10325kW。采用恒有源地能热泵环境系统，标准的“单井循环”井的结构参数为：井孔直径800mm，井管直径500mm，井深85m，抽水和回灌水管直径DN100，标准的“单井循环”井的性能参数为：井水循环量100t/h，抽灌水温差5℃，取热或制冷能力600kW，确定采用18口单井。

2）“单井循环”井及主机设置

       由于水池水循环系统确定为四个循环水处理站，且每个站的循环流量均已确定，冷热源系统的加热冷却的热量和冷量只能通过站房的各自的循环流量带入池内，故冷热源的采集装置的数量应与各站的循环流量相对应。综合已确定四个站房的循环流量设置“单井循环”井。

       东北站：“单井循环”井6口，HT760型热泵主机3台；西北站：“单井循环”井6口，HT760型热泵主机3台；东南站：“单井循环”井3口，HT760型热泵主机1台；西南站：“单井循环”井3口，HT760型热泵主机1台。（作者：王学志 李大秋）

选自_《中国地能》

http://www.hyy.com.cn/zh-cn/qwsy_content.php?id=382