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淺層地熱為國家大劇院外一湖清水保駕護航 ——國家大劇院專案介紹

來源恒有源集團 時間:7/17/2019

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作為新“北京十六景”之一的中國國家大劇院,不僅是北京長安街旁的新地標,還是世界各地遊客參觀的熱門景點。幾十年前,周恩來總理首次提出建設國家大劇院的構想,並批示,地址“在天安門以西為好”,這正是今天國家大劇院坐落的方位。1958年中國國家大劇院被定為國慶十周年十大建築之一。在國家大劇院全球設計招標中,法國設計師的方案脫穎而出。2007年,耗資近4億美元的國家大劇院建成試演。從此,天安門廣場西側的“蛋”型建築被全世界認識。2008年,國家大劇院獲“魯班獎” ,2009年入選新中國成立60周年“百項經典暨精品工程”。

位於人民大會堂西側的國家大劇院,由主體建築及南北兩側的水下長廊、地下停車場、人工湖、綠地組成,是亞洲最大的劇院綜合體。國家大劇院外觀呈半橢球形,殼體外圍環繞著水色蕩漾的人工湖,總面積達3.55萬平方米。人工湖水域的設計理念來自京城水系,湖水如同一面清澈見底的鏡子,波光與倒影交相輝映,共同托起中央巨大而晶瑩的建築,為北京城中心地區增添了一處靈動水景。人工湖水池冬季不結冰,夏季不長藻,四季清澈的秘訣正是源自恒有源單井迴圈換熱地能採集系統。

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國家大劇院的室外露天水池面積約35000㎡,儲水量15000m³,平均水深50釐米。北京冬季氣溫在攝式零度以下,如何使人工湖的水冬季不結冰,也成為一大難題。為防止冬季池水凍結和夏季微生物滋生,需要對水池進行冬季加熱和夏季冷卻。國家大劇院外景觀水池加熱系統可採用多種方法,如城市熱力、燃氣鍋爐、淺層地熱能等。根據技術分析結果,採用城市熱力、燃氣鍋爐由於運行成本高和造成污染等問題而放棄,最終決定採用恒有源單井迴圈換熱地能採集系統。

恒有源單井迴圈換熱地能採集系統的機房與池水處理站相結合,利用池水處理迴圈裝置作為末端設備,池水處理迴圈裝置置於四個站房內。冬季池水溫度低,淺層地熱能成為高溫熱源;夏季池水溫度高,則成為冷源。

經過勘測發現,在地下80米深處,地下水溫保持在攝式13度。於是,經過封閉的循環系統,將恒溫的地下水與湖水換熱,冬季可以將人工湖的水溫控制在零度以上。夏季抽取12℃的地下水,通過換熱,使池水溫度降低,即夏季將池水獲得的太陽輻射熱轉移到淺層地下;冬季把熱量提取出來用於加熱池水,這樣就形成一個將熱量夏儲冬用的生態冷卻加熱循環系統。

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,根據北京氣象預報提供的溫度、風速等參數,在確保景觀池水不不凍及安全、穩定、經濟運行的原則下,制定運行方案,以使系統處於最佳節能運行狀態。在天安門地區大幅度降溫,甚至最低氣溫達到-9℃且連續陰天的情況下,大劇院池水都未結冰。

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國家大劇院是中國在新世紀的重點工程,品質要求高、工期短、任務重,交叉施工多,因此必須認真做好施工組織設計,合理安排人力資源,嚴格按圖施工。在施工過程中遇到問題及同設計方溝通解決,保證工程品質和工期。

採用單井迴圈地能採集技術收集淺層地表的熱量和冷量來加熱和冷卻池水的恒有源單井迴圈換熱地能採集系統,優點突出,設備初投資少,運行費用低,可滿足冬季池水加熱,夏季池水冷卻的要求。單井迴圈地能採集技術具有不移沙、不破壞地下水平衡、不污染地下水,無任何污染等優點,是任何燃油、燃氣鍋爐不可比擬的。此工程開創了我公司在池水加熱系統設計安裝領域的先河,為國內同行業提供了重要的數據參數及經驗。

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《中國地熱能》是由中國地熱能出版社主辦,北京節能環保促進會淺層地(熱)能開發利用專業委員會協辦的科技期刊,於香港公開發行,雙語季刊。我們的辦刊宗旨是為政府制定能源政策提供參考建議,為地能開發企業提供宣傳平臺;為設計者、大眾提供交流空間;推廣淺層地熱能利用經驗,展示應用實例。

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