Kategorija

Iknedēļas Ziņas

1 Radiatori
Ogļu apkures katlu izvēle: darba pazīmes, degvielas izvēle, tautas modeļi
2 Kamīni
Krievu krāsns teorētiska un praktiska būvniecība
3 Katli
Stūra kamīnu rasējumi: noteikumi un smalkumi
4 Degviela
Norādījumi par koka mājas sienu sasilšanu no iekšpuses
Galvenais / Degviela

Zemes siltuma enerģija ir nākotnes energosistēmas pamats


D.T. N.A. Gnus, profesors
Krievu Tehnoloģisko zinātņu akadēmijas akadēmiķis, Maskava

Pēdējās desmitgadēs pasaule ir apsvērusi virzienu, kā efektīvāk izmantot Zemes dziļu siltuma enerģiju, lai daļēji aizstātu dabasgāzi, eļļu un ogles. Tas būs iespējams ne tikai apgabalos ar augstiem ģeotermiskiem parametriem, bet arī jebkurā zemeslodes zonā, urbējot injekcijas un ražošanas urbumus un izveidojot cirkulējošas sistēmas starp tām.

Aizvien pieaugošā interese par alternatīviem enerģijas avotiem pasaulē pēdējās desmitgadēs ir saistīta ar ogļūdeņražu degvielas rezervju iztērēšanu un nepieciešamību risināt vairākas vides problēmas. Objektīvie faktori (fosilā kurināmā un urāna rezerves, kā arī tradicionālās uguns un kodolenerģijas izraisītās vides izmaiņas) liecina, ka pāreja uz jauniem enerģijas ražošanas veidiem un veidiem ir neizbēgama.

Pasaules ekonomika pašlaik virzās uz pāreju uz racionālu tradicionālo un jauno enerģijas avotu apvienošanu. Zemes siltums ir viena no tām pirmajām vietām.

Ģeotermiskie energoresursi tiek iedalīti hidroģeoloģiskajā un petrohetermiskajā enerģijā. Pirmo no tiem veido dzesēšanas šķidrumi (veido tikai 1% no kopējiem ģeotermālajiem energoresursiem) - gruntsūdens, tvaika un tvaika ūdens maisījumi. Pēdējās ir ģeotermiskās enerģijas, kas atrodas karstās klintis.

Dabas tvaika un ģeotermālo ūdeņu ieguves tehnoloģija, ko izmanto mūsu valstī un ārvalstīs (pašizlāde), ir vienkārša, taču neefektīva. Ar nelielu pašattīrītu urbumu plūsmas ātrumu, to siltuma ražošana var atgūt urbšanas izmaksas tikai ar nelielu ģeotermālo rezervuāru dziļumu ar augstu temperatūru termisko anomāliju zonās. Šo urbumu kalpošanas laiks daudzās valstīs nepārsniedz 10 gadus.

Tajā pašā laikā pieredze liecina, ka ģeotermālās spēkstacijas būvniecība ir sauszemes tvaika seklu rezervuāru klātbūtne, kas ir izdevīgākā iespēja izmantot ģeotermālo enerģiju. Šādu ģeotermālo spēkstaciju ekspluatācija apliecināja to konkurētspēju salīdzinājumā ar citu veidu elektrostacijām. Tāpēc, izmantojot rezervju ģeotermālo ūdens un tvaika hydrotherms mūsu valstī Kamčatkas pussalu un Kuriļu salām, Ziemeļkaukāzā, kā arī iespējams, citās telpās atbilstoša un savlaicīgi. Taču tvaika depozīti ir reti, tās zināmās un prognozētās rezerves ir mazas. Daudz biežāk siltumenerģijas ūdeņu noguldījumi ne vienmēr atrodas pietiekami tuvu patērētājam - siltuma piegādes iekārtai. Tas novērš liela mēroga to efektīvu izmantošanu.

Bieži vien problēma, kā tikt galā ar mērogošanu, kļūst par sarežģītu problēmu. Ģeotermālās, kā likums, mineralizētu avotu kā dzesēšanas šķidruma izmantošana noved pie dzelzs oksīda, kalcija karbonāta un silikāta veidojumu pārplūšanas. Turklāt erozijas-korozijas un mērogošanas problēmas nelabvēlīgi ietekmē iekārtas darbību. Problēma kļūst arī par mineralizētu izplūdēm un notekūdeņiem, kas satur toksiskus piemaisījumus. Tādēļ vienkāršākā strūklakas tehnoloģija nevar būt pamats ģeotermālo resursu plašajai attīstībai.

Saskaņā ar provizoriskiem aprēķiniem, Krievijas Federācijā rezervju prognoze termālais ūdens ar temperatūru 40-250 OC, mineralizāciju 35-200 g / l, un dziļumā līdz 3000 m 21-22000000 m3 / dienā., Kas ir līdzvērtīgs dedzināšanai 30-40 miljoni tonnu t gadā.

Kamčatkas pussalas un Kurilu salu tvaika un gaisa maisījuma prognožu rezerves 150-250 oC temperatūrā ir 500 tūkst. M3 dienā. un termālo ūdeņu rezerves ar temperatūru 40-100 oC - 150 tūkst. m3 dienā.

Attīstības prioritāte ir termālo ūdeņu krājumi ar plūsmas ātrumu aptuveni 8 miljoni m 3 dienā, ar mineralizāciju līdz 10 g / l un temperatūru virs 50 ° C.

Nākotnes enerģijai daudz svarīgāk ir siltumenerģijas iegūšana, praktiski neizsīkstoši, petrohetermiskie resursi. Šī ģeotermālā enerģija, kas ir slēgta cietajos karstos akmeņos, veido 99% no kopējiem pazemes siltumenerģijas resursiem. Dziļumā līdz 4-6 km masīviem temperatūrā 300-400 OC var atrast tikai pie starpposma kameru Daži izvirdumi, bet karstā klintis ar 100-150 OC temperatūru šajās dziļumā izplatīti gandrīz visur, un ar temperatūru 180-200 OC par diezgan ievērojamu daļu Krievijas teritorija.

Daudzus gadus kodolenerģijas, gravitācijas un citi procesi Zemes teritorijā ir radījuši un rada siltumenerģiju. Daļa tās frakcijas izstaro kosmosā, un siltums tiek uzkrāts dziļumos, t.i. Termiskās vielas cietās, šķidrās un gāzveida fāzes siltuma saturu sauc par ģeotermālo enerģiju.

Nepārtraukta iekšējā siltuma ģenerēšana no zemes kompensē ārējos zaudējumus, kalpo kā ģeotermālās enerģijas uzkrāšanās avots un nosaka atjaunojamo resursu daļu. Zemes dzīļu siltuma kopējā novadīšana uz zemes virsmu ir trīs reizes lielāka nekā pašreizējā spēkstaciju jauda pasaulē un tiek lēsta 30 TW.

Tomēr ir acīmredzams, ka atjaunojamība ir saistīta tikai ar ierobežotiem dabas resursiem, un ģeotermiskās enerģijas kopējais potenciāls ir praktiski neizsīkstošs, jo tas jādefinē kā kopējais siltuma daudzums, kas ir Zeme.

Nejaušība ir tā, ka pēdējās desmitgadēs pasaule ir apsvērusi virzienu, kā efektīvāk izmantot Zemes dziļu siltuma enerģiju, lai daļēji nomainītu dabasgāzi, eļļu un ogles. Tas būs iespējams ne tikai apgabalos ar augstiem ģeotermiskiem parametriem, bet arī jebkurā zemeslodes zonā, urbējot injekcijas un ražošanas urbumus un izveidojot cirkulējošas sistēmas starp tām.

Protams, ar zemu siltumvadītspēju akmeņiem, lai efektīvi darbotos cirkulācijas sistēmas, ir nepieciešams izveidot vai izveidot pietiekami attīstītu siltuma apmaiņas virsmu siltuma ieguves zonā. Šāda virsma ir bieži rodas iepriekšminēto dziļumā poraini veidojumi un zonām dabīgā plaisu izturība, caurlaidība, kas ļauj organizēt piespiedu filtrēšanas dzesēšanas šķidrums ar efektīvu ieguvi iežu enerģijas un mākslīgi radot lielu siltuma pārneses virsma zemu caurlaidību poraina masīvi dalīšanos metodi (sk. Attēlu).

Šobrīd naftas un gāzes rūpniecībā tiek izmantots hidrauliskais fraktējums, lai palielinātu rezervuāra caurlaidību, lai uzlabotu naftas ieguvi naftas lauku attīstībā. Modernās tehnoloģijas ļauj izveidot šauru, bet garu plaisu vai īsu, bet plašu. Ir piemēri hidraulisko lūzumu ar plaisām līdz 2-3 km.

Iekšzemes pamatideja ieguves ģeotermālos resursus ieliktas smagā roka, tika ierosināts jau 1914. g. KETsiolkovsky, un 1920. g. Ģeotermālā cirkulācijas sistēmu (GCS), kas karstā granīta masīvā aprakstīts VA Obruchevym

1963. gadā Parīzē tika izveidota pirmā GCC siltuma iegūšanai no porainām akmeņu formām apsildei un gaisa kondicionēšanai Brodkastin Chaos kompleksa telpās. 1985. gadā Francijā darbojās 64 GCC ar kopējo siltuma jaudu 450 MW, ik gadu ietaupot apmēram 150 tūkstošus tonnu naftas. Tajā pašā gadā pirmā šāda GSS tika nodibināta PSRS Khankala ielejā pie Groznijas pilsētas.

1977. gadā ASV Los Alamos Nacionālās laboratorijas projekta ietvaros tika uzsāktas eksperimentālās GCC testi ar gandrīz necaurlaidīgas masīvas fragmentu Fentonas kalna sadaļā Ņūmeksikas štatā. Aukstā saldūdens ūdens, ko iepludināja caur urbumu (injekciju), sildīja ar siltuma apmaiņu ar akmeņu masīvu (185 OC) 8000 m2 vertikālā lūzumā, ko veidoja hidrauliskā izplešanās 2,7 km dziļumā. Citā labi (ekspluatācijā), kas arī šķērso šo lūzumu, uz virsmas parādījās pārkarsēts ūdens tvaika strūklas formā. Cirkulējot slēgtā ķēdē zem spiediena, pārkarsētā ūdens temperatūra uz virsmas sasniedza 160-180 oC un sistēmas siltuma jauda bija 4-5 MW. Dzesētāja šķidruma noplūde apkārtējā masā bija aptuveni 1% no kopējās plūsmas. Mehānisko un ķīmisko piemaisījumu koncentrācija (līdz 0,2 g / l) atbilst svaigā dzeramā ūdens standartiem. Lūzumam nevajadzēja piestiprināt, un to atrada šķidruma hidrostatiskais spiediens. Tā attīstībā esošā brīva konvekcija nodrošināja efektīvu līdzdalību gandrīz visas karsto akmeņu masas atseguma virsmas siltuma apmaiņā.

Noņemot pazemes siltumenerģiju karstā necaurlaidīgu klints pamatojoties uz izstrādāta un sen praktizē naftas nozares virziena urbšanas metodēm un fracturing neizraisa seismisko aktivitāti vai jebkuru citu kaitīgu ietekmi uz vidi.

1983. gadā britu zinātnieki atkārtoja amerikāņu pieredzi, izveidojot eksperimentālu GCC ar granīta saplīšanu ar Carnwell. Līdzīgs darbs tika veikts Vācijā, Zviedrijā. ASV ir īstenoti vairāk nekā 224 ģeotermiskās siltumapgādes projekti. Šajā gadījumā tiek pieņemts, ka ģeotermiskie resursi var nodrošināt lielāko daļu potenciālo ASV siltumenerģijas vajadzību neelektriskām vajadzībām. Japānā ģeotermālās spēkstacijas jauda 2000. gadā sasniedza aptuveni 50 GW.

Pašlaik ģeotermālie resursi tiek pētīti un izpētīti 65 valstīs. Pasaulē, pamatojoties uz ģeotermālo enerģiju, ir izveidotas stacijas ar kopējo jaudu aptuveni 10 GW. Aktīvs atbalsts ģeotermālās enerģijas attīstībai ir ANO.

Daudzās pasaules valstīs uzkrāto ģeotermālo šķidrumu izmantošanas pieredze rāda, ka labvēlīgos apstākļos tie izrādās 2-5 reizes izdevīgāki nekā siltuma un kodolspēkstacijas. Aprēķini liecina, ka ģeotermālās akas pagājušajā gadā var aizstāt 158 ​​tūkstošus tonnu ogļu.

Tādējādi Zemes siltums, iespējams, ir vienīgais lielais atjaunojamais energoresurss, kura racionāla attīstība sola lētāku enerģiju salīdzinājumā ar mūsdienu degvielas enerģiju. Ar tikpat neizsīkstošu enerģijas potenciālu, saules un termoelektroniskās iekārtas, diemžēl, būs dārgākas nekā esošās degvielas.

Neraugoties uz ļoti lielo zemes siltuma apgūšanas vēsturi, šodien ģeotermiskās tehnoloģijas vēl nav sasniegušas augstu attīstību. Zemes siltumenerģijas attīstība piedzīvo lielas grūtības dziļu urbumu būvniecībā, kas ir kanāls dzesēšanas šķidruma pievadīšanai uz virsmas. Sakarā ar augsto temperatūru apakšā (200-250 oC) tradicionālie akmens griešanas instrumenti nav piemēroti darbam šādos apstākļos, ir īpašas prasības urbšanas un korpusa cauruļu, cementa javu, urbšanas tehnoloģiju izvēlei, akas nostiprināšanai un aizpildīšanai. Iekšzemes mēraparāti, sērijveida darba vārsti un iekārtas tiek ražotas tādā versijā, kas ļauj temperatūrai nepārsniegt 150-200 ° C. Tradicionālās dziļās mehāniskās urbšanas process aizņem daudzus gadus, un tas prasa ievērojamus finanšu izdevumus. Galvenajos ražošanas aktīvos urbumu izmaksas svārstās no 70 līdz 90%. Šo problēmu var un vajag atrisināt tikai, izveidojot progresīvu tehnoloģiju, lai attīstītu galveno ģeotermālo resursu daļu, t.i. karstu iežu enerģijas iegūšana.

Vairāk nekā gadu mūsu Krievijas zinātnieku un speciālistu komanda ir nonākusi pie Zemes karsto iežu dziļūdens siltumenerģijas ieguves un izmantošanas Krievijas Federācijas teritorijā. Darba mērķis ir radīt tehniskus līdzekļus dziļai iekļūšanai Zemes garozas iekšienē, pamatojoties uz vietējām, augstām tehnoloģijām. Šobrīd ir izstrādāti vairāki urbšanas korpusu (BS) varianti, kuriem pasaules praksē nav analogu.

Pirmās BS versijas darbs ir saistīts ar esošo tradicionālo urbšanas urbumu tehnoloģiju. Cietā iežu urbšanas ātrums (vidējais blīvums 2500-3300 kg / m3) ir līdz 30 m / h, bet urbuma diametrs ir 200-500 mm. Otrā BS versija nodrošina urbšanas urbumus autonomā un automātiskā režīmā. Izlaišanu veic no īpašas palaišanas platformas, no kuras tiek kontrolēta tā kustība. Viens tūkstoš metrus no BS cietajos akmeņos varēs iziet dažu stundu laikā. Urbuma diametrs ir no 500 līdz 1000 mm. Atkārtoti lietojamie BS varianti nodrošina lielu ekonomisko efektivitāti un milzīgo potenciālo vērtību. Ražošanas brigādes ieviešana atver jaunu akas būvēšanu un nodrošina pieeju neizsīkstošu Zemes siltuma enerģijas avotu ražošanai.

Siltumapgādes vajadzībām nepieciešamais urbumu dziļums visā valstī atrodas diapazonā līdz 3-4,5 tūkstošiem metru un nepārsniedz 5-6 tūkstošus metru. Siltuma pārvades šķidruma temperatūra korpusa un komunālās apkures sistēmām nepārsniedz 150 ° C. Rūpnieciskām iekārtām temperatūra parasti nepārsniedz 180-200 oC.

GCC izveides mērķis ir nodrošināt nepārtrauktu, pieejamu un lētu karstumu attāliem, nepieejamiem un neizstrādātiem Krievijas Federācijas reģioniem. GSS darbības ilgums - 25-30 gadi vai ilgāk. Staciju atmaksāšanās laiks (ņemot vērā jaunākās urbšanas tehnoloģijas) ir 3-4 gadi.

Nākamajos gados Krievijas Federācijā izveidojot piemērotu jaudu ģeotermiskās enerģijas izmantošanai neelektriskām vajadzībām, ļaus aizstāt apmēram 600 miljonus tonnu degvielas ekvivalentu. Ietaupījumi var sasniegt 2 triljonus rubļu.

Līdz 2030. gadam kļūst iespējams izveidot enerģijas jaudu, lai aizstātu ugunsdzēsības enerģiju līdz 30%, un līdz 2040. gadam gandrīz pilnīgi neiespējami izslēgt organiskās izejvielas kā degvielu no Krievijas Federācijas enerģijas bilances.

1. Gončarovs S.A. Termodinamika. M.: MSTUim. N.E. Bauman, 2002. 440 lpp.

2. Dyadkin Yu.D. un cita ģeotermiskā termiskā fizika. Sanktpēterburga: zinātne, 1993. 255 lpp.

3. Krievijas degvielas un enerģijas kompleksa minerālvielu un izejvielu bāze. Valsts un prognozes / V.K. Branchugov, E.A. Gavrilovs, V.S. Litvinenko et al., Ed. V.Z. Garipova E.A. Kozlovska. M. 2004. 548 lpp.

4. Novikov G. P., un tā tālāk. Termisko ūdeņu akas urbšana. M.: Nedra, 1986. 229. lpp.

Mēs apkalpojam māju, lai izmantotu zemes siltumu

Siltumizolācija ir labāka nekā saules un vēja enerģija. Eiropā saules sistēmas jau ir plaši izplatītas, ļaujot jums izmantot saules starus, lai sildītu māju un sildītu ūdeni (skatiet arī "Heliosystems for self-heating heating"). Tomēr to izmantošana ir ierobežota - ja valstīs ar siltu klimatu ir pietiekami daudz no tām, lai pilnībā apgādātu mājokli, tad reģionos ar mērenu klimatu ir pārāk daudz duļķainu dienu. Turklāt saules kolektoriem vajadzētu būt lielai platībai un lielam siltuma akumulatoram, un tādēļ apkures sistēmas izveidei ir liela nozīme (lasiet: "Do-it-yourself Solar Heater").

Ģeotermālie sūkņi, kas izmanto zemes siltumu, lai sildītu māju

  • kompresors saspiež gāzveida dzesējošo vielu, un tajā pašā laikā tas ir ļoti karsts;
  • dzesējošais līdzeklis iet caur siltummaini, izdalot lieko siltumu un atdzesējot līdz istabas temperatūrai;
  • pēc dzesēšanas šī viela iekļūst saldētavas dzesēšanas kontūrā, kur tas pēc tam paplašinās. Sakarā ar izmaiņām agregācijas stāvoklī no šķidruma līdz gāzveida, dzesinātājs strauji atdziest un viss apkārt atdzesē;
  • tad tas iet atpakaļ uz kompresoru, un cikls atkārtojas vēlreiz.

Tāpat mājas apkure notiek ar zemes enerģiju. Piemēram, ledusskapis pacēla siltumu no auksta priekšmeta un pārnes to siltā priekšmetā, tāpēc siltums no saldētavas tiek pārnests ar mīnusa temperatūru telpā. Sūknētā enerģijas daudzums ir vairākas reizes lielāks par kompresora patērēto elektroenerģiju.

  • vertikāli;
  • horizontāli.

Pirms siltuma izmantošanas no zemes, lai sildītu māju, jums ir jāizlemj par kolektora veidu. Kā viņi izskatās, jūs varat redzēt fotoattēlā.

Vertikālie kolektori mājas apkurei no zemes

Tomēr jāņem vērā ievērojams šīs shēmas trūkums: apkure no zemes zarnām ir dārga. Protams, sākotnējās izmaksas vēlāk atmaksāsies, taču ikviena ģimene tomēr nevar atļauties šādus izdevumus. Urbšanas izmaksas ir augstas, un tas prasīs daudz naudas, lai izveidotu vairākas akas 50 metru dziļumā.

Horizontālie kolektori māju apsildīšanai ar zemes siltumu

Tādējādi apkure ar zemes enerģiju ir laba ideja, bet to ir ļoti grūti īstenot. Ar saules apkuri situācija ir tāda pati. Šī iemesla dēļ šodien alternatīvie enerģijas avoti netiek plaši izplatīti.

Gaisa kolektori

  • noņemiet gaisa ieplūdes ventilāciju zem augsnes sasalšanas līmeņa;
  • novietot izliektu, taisnu vai daudzpadeves kolektoru, izmantojot parastās kanalizācijas caurulītes (forma tiek izvēlēta atkarībā no vietas, katram mājas kvadrātveida skaitītājam jāuzņemas 1,5 metrus no kolektora);
  • noņemiet gaisa padevi kolektora galā tālu no mājas, pārvietojot cauruli līdz augstumam, kas ir vismaz 1,5 metru attālumā no zemes, un aprīkot to ar jumta deflektoru (protams, gaiss tiks iespiests mājā).

Šajā gadījumā zemes apsildīšana nespēs pilnībā nodrošināt māju ar siltumu.

Pazemes ģeotermiskā apkure mājās

Lai nodrošinātu privātmāju ar siltumu, tradicionāli tiek izmantotas vienības, kas izmanto elektrību, cieto, gāzveida vai šķidro kurināmo. Pēdējos gadu desmitos saules kolektori un Zemes zarnas siltums ir izmantoti kā alternatīva siltumenerģijas avots. Apkures māju ar zemes siltumu sauc par ģeotermālo apkuri no mājas.

Ģeotermiskā apkure no mājas, pateicoties zemes enerģijai

Pieaudzis pieprasījums pēc apkures no zemes, jo tradicionālo enerģijas nesēju izmaksas nepārtraukti pieaug un fosilā kurināmā rezerves tiek samazinātas. Ieguldījumi lauku māju apkurei ir diezgan ienesīgi, ņemot vērā ekonomiskās izredzes un ievērojamus ietaupījumus autonomai apkurei apkures sezonā.

Dabas siltuma enerģijas iegūšanas veidi

Ģeotermālie siltumsūkņi atšķiras ar siltuma ieguves metodi:

  1. Iekārtas, kurās izmanto siltā gruntsūdeņus ar dziļām parādībām, karstie geizers utt.
  2. Sistēmas, kurās ietilpst antifrīza tvertne, kas uzstādīta zemē 75 metru dziļumā. Siltumu no zemes zarnas nodrošina dabiskā tvertnes sildīšana ar antifrīzu; kā rezultātā dzesējošais līdzeklis, kas iet caur siltummaini, nodod iegūto siltumu un atgriežas tvertnē.
  3. Ģeotermālā kontūra tiek novietota uz rezervuāra dibena, kas ir dabīgais siltuma akumulators. Šajā gadījumā jums jāņem vērā, ka rezervuārs var pilnībā iesaldēt ziemā.
Ģeotermālo siltumsūkņu veidi

Sildot māju ar zemes enerģiju, nepieciešama liela mēroga sistēmas uzstādīšana, taču tas ir videi draudzīgs veids, kā iegūt gandrīz bezmaksas siltuma enerģiju. Lai sildītu māju, jums būs vajadzīgi nelieli izdevumi par elektroenerģiju, kas vajadzīga sistēmas darbībai.

Ģeotermiskās apkures darbības principi

Zemes enerģētiskā apkure ir sekmīgi izmantota dažādās klimatiskajās zonās: sistēmas spēj strādāt dienvidu un ziemeļu reģionos.

Ģeotermālā iekārta tās darbības laikā izmanto tādu fizikālu īpašību kā daži šķidrumi, piemēram, spēja iztvaikot, kas noved pie virsmas dzesēšanas. Šī parādība ir saldēšanas iekārtu darbības pamatā.

Ģeotermiskās apkures princips ir apgrieztā dzesēšanas process. Tas ir tāds, kā strādā gaisa kondicionieri, kas var ne tikai atdzist, bet arī silda gaisu telpā.

Siltumsūkņa darbības princips

Tomēr gaisa kondicionēšanas iekārtām ir ierobežota pieejamība - tās nevar darboties temperatūrā zem -5 ° C. Ģeotermiskā sistēma spēj nodrošināt apkuri mājās neatkarīgi no gaisa temperatūras uz virsmas. Tas ir saistīts ar to, ka vidē, no kuras tas patērē siltumenerģiju, dabiski saglabājas stabili temperatūras apstākļi.

Ierīces ģeotermiskā apkures sistēma

Ģeotermija (zinātne par Zemes siltuma stāvokli) ļāva praktiski pielietot siltumenerģiju, ko garoza iegūst no karstās magmas planētas centrā.

Uz virsmas ir uzstādīts speciāli izstrādāts siltumsūknis mājas apkurei, un siltummainis ir uzstādīts zemē vai rezervuāra apakšā. Siltuma enerģija tiek izvadīta uz virsmu un ļauj sildīt dzesēšanas šķidrumu mājsaimniecības vai nedzīvojamā objekta apkures lokā.

Kā notiek apkures process

Privātmājas ģeotermiskā apkure ir rentabla izvēle. Ja jūs izmantojat zemes enerģiju, lai sildītu savu māju, tad katram kilovatam elektroenerģijas, kas vajadzīga, lai darbinātu iekārtu, ir 4 līdz 6 kW izmantojamās siltumenerģijas, kas saņemta no planētas zarnas.

Salīdzinot ar gaisa kondicionētāja darbību, mēs redzēsim, ka tās darbības laikā ir nepieciešams tērēt vairāk nekā 1 kW elektroenerģijas, lai saražotu 1 kW siltumenerģijas. Tas ir saistīts ar nenovēršamiem zaudējumiem, pārvēršot vienu enerģiju citā utt.

Ir ļoti izdevīgi sildīt dzīvojamo māju Zemes interjera siltumenerģijas dēļ, taču aprīkojuma atmaksāšanās laiks un uzstādīšanas izmaksas prasīs zināmu laiku.

Izmantojot zemes siltumu, lai sildītu māju, nav nepieciešams uzstādīt tradicionālo katlu dzesēšanas šķidruma sildīšanai.

Šajā gadījumā sistēma sastāv no trim sastāvdaļām:

  • apkures loks - ģeotermiskais siltumenerģijas avots;
  • apkures loks mājā - zemas temperatūras radiators vai grīda;
  • sūknēšanas stacija - siltumsūknis siltuma enerģijas sūknēšanai no apkures kontūras zemē vai zem ūdens uz apkures loku.

Ģeotermiskās apkures sistēmu var izmantot arī siltumnīcu, palīgēkņu, baseina ūdens, dārza ceļu utt. Apsildīšanai.

Iekārtas ģeotermiskās apkures ierīkošanai

Ģeotermiskās iekārtas dziļās apkures sistēmai ļauj uzkrāt siltuma enerģiju, kas iegūta no vides, un nodod to dzesēšanas šķidrumam apkures lokā.

Iekārtu saraksts apkurei ar zemes siltumu ietver:

  • Iztvaicētājs Ierīce atrodas dziļumā, un tā kalpo, lai absorbētu siltumenerģiju ģeotermālajos ūdeņos vai augsnē.
  • Kondensators Ļauj antifrīza temperatūrai sasniegt vajadzīgo vērtību sistēmas funkcionēšanai.
  • Siltumsūknis Tā apkures lokā cirkulē antifrīzu, kontrolē ģeotermālās iekārtas darbību.
  • Bufera tvertne - trauks, lai savāktu apsildāmu antifrīzu. Tas ļauj zemes siltuma enerģiju nodot dzesēšanas šķidrumam. Tvertne, caur kuru iet caur dzesēšanas šķidrumu, ir aprīkota ar siltummaini formas spolē. Par to, nododot siltumu, silda antifrīzu.
Siltumsūkņa ierīces diagramma

Sistēmas instalēšana

Lauku mājas ģeotermālā apkure būvniecības stadijā prasa ievērojamus naudas ieguldījumus. Sistēmas lielās galīgās izmaksas lielā mērā ir saistītas ar lielu daudzumu darbavietu, kas saistīti ar apkures lokšņu uzstādīšanu.

Laika gaitā finanšu izmaksas atmaksājas, jo apkures sezonā izmantotā siltumenerģija tiek iegūta no zemes dziļumiem ar minimālu enerģijas patēriņu.

Horizontālā siltummaiņa ģeotermālās apkures sistēmas uzstādīšana

Lai nodrošinātu mājas apkuri ar zemes siltumu, sistēmas uzstādīšana ir nepieciešama:

  • galvenajai daļai jāatrodas pazemē vai rezervuāra apakšā;
  • pašā mājā ir uzstādīta tikai pietiekami kompakta iekārta un ir uzstādīts radiatora vai grīdas apkures loks. Iekārtas iekšpusē mājā ļauj regulēt dzesēšanas šķidruma sildīšanas līmeni.
Kā ģeotermālās iekārtas mājā

Projektējot apkuri zemes siltuma dēļ, ir nepieciešams noteikt darba ķēdes un kolektora tipa uzstādīšanu.

Ir divu veidu kolekcionāri:

  1. Vertikāli - iegremdē zemi vairākus desmitus metru. Lai to izdarītu, īsā attālumā no mājas, ir nepieciešams urbt vairākas akas. Kontūra ir iegremdēta šahtās (visticamākais variants ir caurules, kas izgatavotas no šķērsvirziena polietilēna).

Trūkumi: lielas finansiālas izmaksas augsnes urbšanai vairākās akas ar dziļumu 50 metri.

Priekšrocības: Cauruļvadu apakšzemes izvietojums dziļumā, kur augsnes temperatūra ir stabila, nodrošina augstu sistēmas efektivitāti. Turklāt vertikālais savācējs aizņem nelielu zemes platību.

Trūkumi: nepieciešamība izmantot lielu vietnes platību (galvenais trūkums). Šo zemes gabalu pēc kontūras ievietošanas nevar izmantot kā dārzu vai dārzeņu dārzu, jo sistēma darbojas ar aukstuma izdalīšanos, transportējot dzesējošo vielu, kuras dēļ augu saknes būs sasalušas.

Priekšrocības: lētāki zemes darbi, kurus pat var izdarīt pats.

Horizontālais un vertikālais kolektora tips

Ģeotermisko enerģiju var ražot, novietojot horizontālu ģeotermālo kontūru neaizsalstošā ūdensobjekta apakšā. Tomēr praksē ir grūti īstenot: rezervuārs var atrasties ārpus privātās teritorijas, un pēc tam siltummaiņa uzstādīšana būs jākoordinē. Attālumam no apkures iekārtas līdz rezervuāram jābūt ne vairāk kā 100 metriem.

Tas ir svarīgi! Apkārtējā kolektora temperatūra nedrīkst būt zemāka par + 5 ° C. Saskaroties ar sasalšanas zemi, kolektora augšējā daļa ir jāaizsargā ar siltumizolāciju, lai izvairītos no siltumenerģijas zudumiem.

Priekšrocības un trūkumi

Zemes enerģijai ir vairākas priekšrocības:

  • Efektivitāte. Salīdzinot ar siltumsūkņa elektroenerģijas izmaksām, sistēma ļauj saņemt vairākas reizes vairāk siltumenerģijas.
  • Videi draudzīgums. Šāda veida apkure ir videi nekaitīga, atmosfērā nav emisiju.
  • Drošība Nepieciešams izmantot jebkādu degvielu, ķimikālijas utt., Nav sprādziena draudi vai ugunsdzēsības iekārtas.
  • Minimāla nepieciešamība pēc tehniskā atbalsta. Pareizi uzstādīta sistēma spēj strādāt bez jebkādas iejaukšanās vismaz 30 gadus.
  • Efektivitāte. Darbības laikā nav remonta izmaksu, kas ļauj atgūt apkures uzstādīšanu 5-8 gadu laikā.
  • Nav nepieciešams kontrolēt sistēmu.
  • Mazs troksnis, lietojot iekārtas.
  • Siltumenerģijas avota neizsīkstošā enerģija nav jāiegādājas un jāuzglabā.
Videi draudzīga zemūdenes siltumenerģijas izmantošana

Nepilnības ir šādas:

  • sākotnēji augstās iekārtas izmaksas;
  • vajadzība veikt kompleksu urbšanas darbību vietā, lai uzstādītu vertikālu kontūru vai sabojātu ainavu, sagatavojot tranšejas horizontālā siltummainī.

Temperatūras apstākļos ģeotermiskās iekārtas ir izrādījušās efektīvas. Ziemeļu reģionos šāda veida apkure ir piemērota nelielām mājām (līdz 200 m 2).

Izpētiet, kā sistēma darbojas un no kuras daļas tā maksā, jūs varat noteikt iespēju to instalēt savā vietnē. Pārsvarā apkure no zemes ir aprīkota ēkas būvniecības fāzē - šajā gadījumā vieglāk veikt zemestrīces, jo teritorijas plānošana un ainavu dizaina izveidošana joprojām ir priekšā.

Kā izmantot zemes siltumu, lai sildītu māju

Jāatzīst, ka vidējais ielas cilvēks maz domāja par zemes interjera noplūdi, atmosfēras piesārņojumu un vidi kopumā no ogļūdeņražu dedzināšanas. Un tikai tagad cilvēki nopietni sāka pievērst uzmanību videi draudzīgiem un atjaunojamiem enerģijas avotiem, jo ​​ogļūdeņražu degvielas izmaksas sāka pastāvīgi pieaugt. Viens no veidiem, kā izmantot tādus neizsīkstošus avotus, ir sildīt māju ar zemes siltumu. Informācija par to, kā tā darbojas un kā tā tiek īstenota, atrodams šajā rakstā.

Kā tas darbojas?

Ir labi zināms fakts, ka augsnes temperatūra dziļumā aptuveni 1,5 m un vairāk ir nemainīga visu gadu. Tās vērtība ir robežās no plus 5-7 ° C, un temperatūra pakāpeniski palielinās, palielinoties dziļumam. Sakarā ar šo parādību, cilvēki glabā ēdienu un dārzeņus no dārza pagrabā.

Izrādās, ka temperatūra vienmēr ir pozitīva, un grēda neizmantot šo siltumu no zemes, lai sildītu mājokli.

Lielāko daļu cilvēku piesaista tas, ka augsnes siltumenerģija ir brīva. Bet, lai to izvilktu un nosūtītu uz māju, maksās kārtīgu summu, kuru mēs apspriedīsim vēlāk.

Ir pilnīgi bezjēdzīgi pārvietot tik vāju karstumu kā +7 ° С uz telpām. Uzdevums nav tā: mums vienkārši ir vajadzīga enerģija, nevis temperatūra. Un tas var palīdzēt parastam gaisa kondicionierim, vienkārši pagriezts otrādi. Ko viņš dara? Vasarā enerģija tiek ņemta no ēkas iekšienes un pārvietojas ārā, bet ziemā - pretējā virzienā. Tas ir saistīts ar siltuma apmaiņas procesiem dzesētāja iekšienē (Carnot cikls).

Īsāk un vienkāršāk, gaisa kondicionētāja iekšpusē starp diviem siltummainiem cirkulē šķidrums - dzesētājs. Pirmkārt, tas iztvaiko, ņemot siltumu no telpas gaisa, un otrajā tas kondensējas, nododot to videi. Saldētavas pāreju no vienas agregācijas stāvokļa uz otru atvieglo 2 galvenās vienības - kompresors un izplešanās vārsts.

Tādā pašā veidā tiek atbrīvota zemes siltuma enerģija. Caur cauruļu kontūru, kas atrodas dziļi zemē, dzesēšanas šķidrums pārvietojas līdz temperatūrai +7 ° C. Pirmajā siltummaiņā tas saskaras ar darba šķidrumu, freonu, liekot tai iztvaikot. Otrajā freons ir kondensēts, nododot saņemto siltuma enerģiju apkures sistēmai.

Šīs kustības rezultātā zeme tiek atdzesēta 2-3 ° C, bet māju silda par 20-40 ° C. Nevajadzētu pievērst uzmanību temperatūras pretrunīgumam, jo ​​arī māla ķēdē cirkulē 10 reizes vairāk šķidruma nekā apkurei. Enerģijas izmaksas ir nepietiekamas, elektroenerģiju patērē, lai darbinātu kompresoru, sūkni un automatizāciju. Kopumā enerģijas izmaksu attiecība pret tiem, kas iegūti no zemes, ir aptuveni 1: 5-1: 7.

Iekārtai, kas nodrošina apkurei izmantotā zemes enerģiju, ir savs nosaukums - ģeotermiskais siltumsūknis.

Siltuma zemes izvēles iekārtu veidi

Siltumsūkņa iekšējais izvietojums, kas īsumā aprakstīts iepriekš, jebkurā gadījumā paliek nemainīgs. Bet ārējā kontūra, kas ekstrahē enerģiju no augsnes, konstrukcija ir divu tipu:

  • horizontāls: polimēra caurule ir novietota bedrītē ar aprēķinātu izmēru un 1,5-2 m dziļumu ar noteiktu piķi;
  • vertikāli: kontūres caurules nonāk dziļās urbās. To skaitli nosaka arī aprēķins.

Privātmājas celtniecības stadijā ir ērti rakt bedre, tas tiek darīts tieši tajā vietā, kur plānots būvēt ēku. Arī horizontālo kontūru var noorganizēt gadījumā, ja mājā atrodas pietiekami liels zemes gabals. Ja nav šādas zonas un vietas ir ļoti maz, zemes enerģiju savāc ģeotermālās zondes no dziļām urbām. Viņiem būs jādara vairākās vietās.

Cauruļu galus no vienas vai vairāku ārējo ķēžu novieto uz māju pazemē un ieiet ēkas pagrabstāvā, kur tās piestiprina pie paša siltuma sūkņa. Atdzesēšanas līdzeklis, kas plūst pazemes spolēs, parasti kalpo kā ūdens vai bezsaldēšanas šķidrums atkarībā no būvniecības reģiona.

Saskaņā ar Zemes enerģijas iegūšanas efektivitāti vertikālie kontūras ir pārāka par horizontālajām, jo ​​tās bieži šķērso ūdens nesējslānis, un tas uzlabo siltuma izvēli. Viņiem piemīt prioritāte un uzstādīšanas izmaksas, jo īpaši, ja urbumu urbšana notiek sarežģītos apstākļos.

Plusi un mīnusi

Kā jau mēs noskaidrojām, augsne, ko iegūst no augsnes, ir praktiski bezvērtīga, un tas ir galvenais ieguvums. Bet ir arī citi:

  • siltuma avots - atjaunojams, citiem vārdiem sakot - neizsīkstošs;
  • videi draudzīga un siltumtehniskās iekārtas drošība nav līdzvērtīga;
  • laba enerģijas izlaide zemām izmaksām;
  • nav nepieciešama instalācija vai pieslēguma autorizācija;
  • augsta automatizācijas pakāpe un līdz ar to arī komforts;
  • neregulāra aprūpe;
  • zems ugunsbīstamības pakāpe.

Ģeotermiskās sistēmas priekšrocība ir vēl viena. Tā kā augsnes temperatūra dziļumā paliek nemainīga visu gadu, vasarā sūknis vairs nav siltuma un kļūst dzesētājs. Ierīce pārslēdzas uz vasaras režīmu, dzesēšanas šķidrums pārvietojas otrā virzienā, un siltummaiņi tiek funkcionāli mainīti. Ja privātmājā ir gaisa sildīšanas iekārtas - ventilatora spoļu bloki, sistēma tos piegādā ar aukstu ūdeni, no kura gaiss telpās ir atdzisis.

Saules sistēmu trūkums ir tikai viens, bet tik nozīmīgs, ka tas bieži vien novērš visas priekšrocības. Kā jūs domājat, tas ir aprīkojuma un instalācijas darbu izmaksas. Ikviens sapratīs, ka rakšanas bedrītes un urbšanas akas maksās diezgan penss, jūs pats nevarat to paveikt. Caurules par kilometru garumā, pati iekārta, automatizācija - viss tas maksās kārtīgu summu. Tāpēc zemes siltuma izmantošana joprojām ir pieejama tikai dažiem cilvēkiem.

Secinājums

Ir skaidrs, ka augsnes siltumenerģijas izmantošana māju apkurei ir ilgtermiņa perspektīva. Eiropā šādas sistēmas ir kļuvušas par ikdienas, mūsu pilsoņu ienākumi vēl nav sasnieguši vajadzīgo līmeni. Bet aiz siltumsūkņiem - par nākotni, tas arī nav šaubu.

Sildiet māju zemes siltumā

Publicēšanas datums: 2014. gada 30. janvāris

Mēs jūtam zemes siltumu ar mūsu kājām...

... Lai gan patiesībā tas ir nepieciešams - galva. Pa labi, dzejoli iznāca. Bet kā tas varētu notikt, ja cilvēce izkļūtu no pēdējās dabas graudu tvertnes, gausēji domās par sekām. Jūs ne tikai runāsiet par dzejoli! Gatavojies gāzes, akmeņogļu, eļļas, kad runa ir par enerģijas avotiem. Ir laiks radikāli mainīt domāšanu, vismaz mājsaimniecības līmenī, un uzmanīgi apskatīt to, kas ir zem mūsu kājām, un vai to var izmantot ar mierīgu īpašnieku.

Piemēram, ņemiet māju uz apkuri ar zemes siltumu, nevis par iepriekš minētajiem tradicionālajiem produktiem. Izrādās, ka tas ir ne tikai iespējams, bet arī nepieciešams.

Sildīšana mājas ar zemes siltumu nav pasaka, tas ir diezgan vecs cilvēces sapnis. Diezgan spēcīga aizsardzība pret barbarisko dabas resursu izlaupīšanu, pilnvērtīga alternatīva tradicionālajām apkures sistēmām.

Rietumvalstīm, kas ir nabadzīgas derīgo izrakteņu ieguves vietas, mums bija lika domāt par alternatīviem siltuma avotiem ne tikai savām mājām, bet arī rūpnieciskajām ēkām. Vai jums ir vajadzīgi zemes siltuma izmantošanas piemēri? "Es viņiem tev esmu," kā saka, Odessans.

  • Amerikas Savienotās Valstis katru gadu ražo vairāk nekā vienu miljonu siltumsūkņu (HP);
  • Japāna ik gadu ražo līdz 3 miljoniem;
  • Zviedrija nodrošina labu pusi no apkures ar siltumsūkņiem. Siltuma avots ir Baltijas jūra, kuras vidējā gada temperatūra ir astoņi;
  • Šveicē šī situācija: katram diviem kvadrātkilometriem ir viens siltumsūknis (T);
  • Saskaņā ar zinātnieku aprēķiniem, līdz 2020. gadam TN pasaules daļa būs 75%.

Pret faktiem, kā saka, jūs netiks pietaute. Tas ir fakts, ka Krievija ļoti kautrīgi uzsāk ģeotermiskās apkures ieviešanu, nedaudz izmantojot zemes siltumu, lai sildītu savas mājas. Vai ir daudz eļļas? Vai gāze ir pilna? Ogļu simtiem gadu ir pietiekami? Un tad, kad izbeidzas visi dabas resursi?

Daži neatbildēti jautājumi. Bet ir risinājums - ir nepieciešams izmantot alternatīvus siltumapgādes avotus vismaz mājsaimniecības līmenī - sildot savu māju. Zemes siltums ir zem mūsu kājām, un būtu patīkami sajust to ar savu galvu.

Saruna pie galvenās ieejas

Nejauši dzirdēta siltuma inženiera saruna ar nekompetentu klientu.

- "Es pasūtīju siltuma sūkni mājā, bet es īsti nezinu, kāds tas ir dzīvnieks?"

- "Tradicionāls gaisa kondicionieris vai ledusskapis ar atgriezeniskām iespējām: žāvē istabu ziemā, vasarā atdzesē."

- "Nez, kā tas notiek?"

- "Siltumsūknis nodod siltumu no augsnes, ūdenstilpes vai no ārpuses, dod tai ēkas apkures sistēmu."

"Bet 2-3 metru dziļumā augsne nesasilda virs 7 grādiem. Vai ir iespējams nodrošināt radiatoru apkuri tādā temperatūrā? "

- "Tu vari. Atcerieties ledusskapja darbu: kamerā ir sala, un kafijas galds ir karsts. Siltuma sūknis ir tāds pats ledusskapis, mājā atrodas tikai "režģis" (sildīšanas radiatori), bet pārējais ir nolaists zemē vai rezervuāra apakšā. Tāpat kā ledusskapis "no iekšpuses".

- "Kur siltums nāk no?"

- "Es tev saku kārtībā (skat. Attēlu). Es sākšu ar visas sistēmas ierīci. Tie ietver:

  • siltummainis (nodod augsnes siltumu līdz iekšējam kontūram);
  • gāzes kompresijas ierīce;
  • siltummainis (nodod siltumu apkures sistēmai);
  • aizsprosts, kas pazemina spiedienu;
  • cauruļvads, kas ved darba šķidrumu augsnē un atpakaļ.

Tika izmantota polietilēna caurule ar mazu diametru, U-veida, kas nokāpj dziļumā 60-100 metru. Caurule ir piepildīta ar neuzliesmojošu šķidrumu, kas tiek atgriezts ar temperatūru 7 grādiem (zemes siltums).

Šķidrums pārnes šo siltumu citam caurules kontūram, kurā izmanto šķidro freonu. 3 grādu temperatūrā tas var vārīties un pārvērsties gāzē, ko viņš dara, nododot siltumu no zemes uz viņu.

Tad gāze pāri kompresoram, saspiesta, kā rezultātā tā strauji sasilst līdz 75 grādiem, un temperatūra tiek piegādāta uz trešo ķēdi - apkures vienu. Tātad radiatori silda gandrīz līdz 60 grādiem, pie kuriem netiks sasalst. "

- "Tagad es saprotu, no kurienes ir silts. Un pēdējais jautājums: kādas priekšrocības man būs, uzstādot sistēmu lauku mājā? "

- "Labs jautājums, gaidīts. Jūs aizmirstat par siltuma problēmu ziemā, par vasaras vēsumu vismaz 50 gadus. Ar savlaicīgu servisu - visi 70. Siltumu un vēsumu saņems gandrīz bez maksas. "

- "Ko tas nozīmē -" gandrīz "?"

- "Ir jāmaksā tikai neliela summa tikai par elektrību, ar kuras palīdzību sūknis pats tiek ekspluatēts. Tādēļ tiek iegūts ikmēneša ietaupījums desmitkārtīgi. Pēc maksimāli 7 gadiem visas izmaksas, kas radušās uzstādīšanas laikā, tiek kompensētas, siltums kļūst par labu. "

- "Lieliski. Es piekrītu noslēgt līgumu par ģeotermālā sūkņa uzstādīšanu. Tagad es zinu, ka māju apsilda labās rokās. Paldies! "

Zemes siltuma enerģija. Ģeotermālās un termoelektrostacijas

Pat no skolas mācību grāmatām mēs zinām, ka, kad mūsu planētas dziļums iet dziļāk, akmeņu temperatūra nepārtraukti palielinās par aptuveni 1 grādiem par 33 metriem, kas liecina par siltuma plūsmu pastāvēšanu Zemē no tās dziļumiem līdz virsmai. To parādīšanās galvenokārt ir saistīta ar radioaktīvo elementu - galvenokārt urāna, torija un kālija - sabrukšanu.

Zeme pakāpeniski zaudē karstumu, dodot to pasaules telpai. Šī siltuma lielums ir milzīgs. Tikai vienā gadsimtā tas patērē tik daudz siltuma, kā tas var dot, ja sadedzina, visas pasaules rezerves naftas, akmeņogles, koksnes un cita veida degvielas.

Vai ir iespējams izmantot šo siltumu cilvēku labā?

Protams, tur ir. Mūsu planēta pati piedāvā šādas iespējas karstā ūdens veidā. Uz Zemes ir daudz vietu, kur karsto taustiņu sitiens, siltās plūsmas plūst, un, drukājot vairāku simtu metru dziļumā, tiek atrasts pat pārkarsēts tvaiks vairāku atmosfēras spiedienā ar temperatūru virs 200 grādiem. Lūdzu, ievietojiet turbīnas un iegūstiet elektrību vai apkuri. Un turklāt nav putekļu, neviens bērns, nav dedzināšana, nav dūmu. Absolūti tīrs un ļoti lēts. Tas izskatās kā pasaka, bet jūs varat radīt reālus faktus.

Īslandes galvaspilsēta ir Reikjavika, kas atrodas Arktikā - vienīgā pilsēta pasaulē, kurai nav vienotas kurtuves, ne vienas caurules, tās apsilda dabiski karstie ūdeņi, kuru temperatūra ir 80-90 grādi, un to siltumnīcās, ko apsilda tie paši ūdeņi, Audzē ne tikai dārzeņus un ziedus, bet arī vīnogas.

Zemes dziļais siltums tiek izmantots arī apkurei mūsu valstī, bet līdz šim niecīga mēroga mūsu valstī, galvenokārt Kaukāzā un Transkaukāzijā. Lielas siltuma ūdeņu rezerves atrodas Kazahstānā un Vidusāzijas republikās.

Un ko par karstiem pazemes ūdeņiem Sibīrijā, Tālajos Austrumos, Tālajos Ziemeļos?

Protams, šeit pirmais šeit tiek saukts Kamčatka un Kurilas salas, kas atrodas mūsdienu vulkānismā, kur "pazemes ugunsgrēks", ko silda sarkanās magmatiskās masas, nodrošina karsto avotu, maza un milzu geizeru nepārtrauktu darbu. Bet tie ir tikai ārējas izpausmes, tikai "vizītkartes" no procesiem, kas notiek dziļumā.

Ģeotermiskās problēmas, es "slima" gandrīz pirms ceturtdaļas pirms gadsimta. 1956. gadā man bija iespēja vadīt Zinātņu akadēmijas ekspedīciju uz Kamčatku un Kurilu - vienu no pirmajām, kuras mērķis bija noskaidrot pazemes siltuma izmantošanas iespējas. Ekspedīcijas dalībnieki bija dažādu profilu speciālisti - ģeologi, fiziķi, mehāniķi, tai skaitā akadēmiķi I. Ye Tamm, A. A. Dorodnitsyn, A. N. Tikhonov, eksperimentālie vulkānologi B. I. Piip un V. I. Vlodavets.

Apmeklējām galvenās vulkanoloģiskās stacijas un ģeotermisko ūdeni Paratunka (netālu no Petropavlovskas-Kamčatskas) un Pauzhetka (Kamčatkas pussalas rietumu krastā). Daudzās vietās siltā zeme ir, un ja jūs rakt caurumu ar dziļumu tikai 20-40 cm, no tā plūst karstā tvaika.

Paratunskas avotu jomā ekspedīcija ir izklāstījusi darba programmu, lai identificētu siltumapgādes resursus, kas nepieciešami centralizētajai siltumapgādei un siltumnīcas objektiem. Pašvaldības sevišķi interesējas par siltumnīcām, jo ​​dārzeņu piegāde uz Kamčatku ir ļoti dārga. Paužečka avotu pārbaude pārliecināja mūs par nepieciešamību izpētīt un urbt pazemes tvaiku, paturot prātā nākotnē, lai izveidotu elektrostaciju par šo pāri. Pirmās 500 metru augstuma vieta tika izvēlēta arī 30 kilometru attālumā no lielas zivju fabrikas Ochotskas jūrā.

Ekspedīcija ilga mēnesi. Tikai to, ko mēs nepārvietojām - gan lidmašīnā, gan zvejas kuģos, gan laivās, gan zirgos, gan kājās. Mēs nebijām ļoti pieredzējuši braucēji, un tas notika, krita. Viņi jokoja par A. N. Tikhonovu, ka, nokāpjot, viņš saspieda viņa zirga kāju.

Ceļojums uz aktīvā vulkāna Ebeko krāteri Paramuširā, kas ir viena no Kurilas līča ziemeļu salām, mums radīja neaizmirstamu iespaidu. Uzkārojot vulkānas ziemeļu nogāzi 1200 metru augstumā, mēs pēc tam lecojāmies krāterī un nonācām pie karstā ezera krasta, kuras ūdens, pēc vietējo iedzīvotāju novērojumiem, ir ārstnieciskas īpašības. Krātera ziemeļu nogāze ir pārklāta ar biezu sniega slāni, un no dienvidu nogāzes stāvās sienas ar rēku, kas līdzinās lokomotīves svilpei, tiek izvilkti karsts sēru tvaiki. Ūdens pie šīs nogāzes nepārtraukti vārās.

Uz lielākās Kurilas - Quiashire salas - netālu no pilsētas Yuzio-Kurilsk ir slavenā Hot Beach. Ne dziļi zem virsmas, smiltis tiek uzkarsēts līdz 100 grādiem - jūs varat vārīt tēju. Dažu simtu metru attālumā no krasta uzcelta brīvdienu māja ar ārstniecisko baseinu. Ekspedīcijas locekļi uzskata, ka šeit ir vajadzīgs izpētes darbs.

Sanāksmes un sarunas ar Kamčatkas ģeologiem, kā arī viss, kas tika novērots, pārliecināja mūs, ka Tālo Austrumu zarnas ir saistītas ar neskaitāmām siltumenerģijas rezervēm, kas šeit tiek zaudētas bez jebkāda labuma! Galu galā Kurilā un Kamčatkā ir vairāk nekā 200 ugunsgrēki, tai skaitā aptuveni 60 aktīvi!

Pēc atgriešanās no ekspedīcijas mēs iesniedza savus priekšlikumus partijas CK un saņēma atbalstu. Tika nolemts sākt urbšanas pilotu akas un projektēt Pauzhetskaya ģeotermālo spēkstaciju, kas bija pirmā Padomju Savienībā. Far Eastern volcanologists ir daudz darījuši, lai veicinātu šos darbus; Lai tos pastiprinātu, 1962. gadā Petropavlovska-Kamčatskā tika organizēts akadēmiskais vulkanoloģijas institūts.

Pauzhetskaya geoTES ar jaudu 5 tūkstoš kilovatus ir veiksmīgi un uzticami darbojas vairāk nekā desmit gadus. Saskaņā ar PSRS Zinātņu akadēmijas Zinātņu padomes zinātniskās padomes priekšsēdētāja vietnieka I. Georga izpētes vadītāja vietnieka I. Dvorova liecībām "visi tehnoloģiskie procesi stacijā ir pilnībā automatizēti, un kopš 1971. gada to apkalpo viena dežūrējoša persona. Šeit kilovatstundas pašizmaksa ir vairākas reizes zemāka nekā dīzeļdegvielas spēkstacijās ar vienādu jaudu. " Unikāls ceļš noved pie spēkstacijas ēkas - zem tā novada caurules ar siltuma ūdens atkritumiem. Šis siltais ceļš nekad nezāž sniegu - tas uzreiz kūst un kūetās saplūst.

Tagad Pauzhetskaya geoTES paplašināšana ir aptuveni divkāršojusies. Tiek veikta tvaika-hidrotermisko lauku izpēte Mutnovskio vulkāniskajā teritorijā ar temperatūru līdz 350-450 grādiem, turklāt tiek sagaidīts, ka šeit tiks būvēta elektrostacija ar jaudu 200 tūkst. Kilovatu.

60. gados siltuma fizikas institūtā Sibīrijas filiāle ļoti attīstījās darbs pie ģeotermālās enerģijas. Šo darbu galvenā ideja bija tādas spēkstacijas izveidošana, kurā nav turbīnas ar ūdens tvaiku, bet freona dūmi. Galu galā tas ir tālu no ne vienmēr un ne visur, kur jūs varat iegūt tvaiku no zemes, piemērotas tiešai lietošanai tvaika turbīnā. Daudz biežāk no zemes ielej karstu ūdeni atslēgu formā (vai to var iegūt no urbšanas urbuma) ar temperatūru, kas mazāka par 100 grādiem. Un freons ir viela, kas vārās negatīvā temperatūrā. Un, ja to silda termālie ūdeņi, tas veido pārkarsētu tvaiku, kas rotēs freona turbīnu. Tad freons, piemēram, atdzesēts ar ūdeni no upes, atkal atgriežas ciklā.

Tajā pašā laikā termiskā ūdens izmantošanas metožu izstrāde, kā viņi saka, enerģija, zemas temperatūras dzesēšanas šķidrums, beidzās ar esošā freona turbogeneratora izveidošanu. Pamatojoties uz to, 1967. gadā Kamčatkā, Paratunskoje termālo ūdeņu apgabalā tika uzcelta pirmā ģeotehniskā stacija-laboratorija ar jaudu 500 kilovatus.

Tādējādi tika pierādīta iespēja ražot elektroenerģiju, izmantojot karstu (lai gan bez viršanas) gruntsūdeņus. Šeit tika izveidots unikāls termālo ūdeņu izmantošanas komplekss. Siltumnīcefekta un siltumnīcefekta augs aug gurķus, tomātus un citus dārzeņus, kas nepalielinās atklātā zemē Kamčatkā. Termālās ciema mājas, kurās dzīvo apvienotā darba ņēmēji, tiek apsildītas ar tādu pašu pazemes karstumu. Uz karstajām Paratunskas atsperēm ir sanatorija ar āra baseiniem, kur visu gadu varat peldēt (un, protams, savu siltumnīcu, kas nodrošina atpūtniekiem svaigus dārzeņus).

Freonu turbo vienība, kas izpildīja savu zinātnisko uzdevumu, saņēma jaunu uzturēšanās atļauju - tagad tā veic eksperimentus, lai iegūtu elektroenerģiju no Azovstal stacijas notekūdeņu siltuma.

Slavenā Geysers slavenā Kamčatkas ieleja, kas ir labi pazīstama visām filmām, lieliski ilustrē pazemes sloku spēku. Bet karstā gruntsūdens nav obligāti saistīts ar vulkāniem. Šodien vairāk nekā puse no visām noteiktajām termālo ūdeņu rezervēm mūsu valstī atrodas Rietumu Sibīrijā. Daudzi no tiem ir Austrumu Sibīrijā, īpaši daudz pa Baikāla-Amūras maģistrāles maršrutu. Netālu no Tjumeņas un netālu no Omskas, Ulan-Ude un zem jaunajām pilsētām un staciju BAM - Severobaikalsky, Kichera, Severomuisky, Chara, Olekma - atrodas termiskie ūdeņi.

Tas ir milzīgs bagātinājums, tas ir ārkārtējs panākums - šeit ir bez dabas siltuma Sibīrijā, ar gariem, sešiem mēnešiem, ziemām un smagām salām, un bieži vien tur, kur ir daudz un dārgi importēt tradicionālos kurināmos.

Pēc speciālistu domām, pazemes karsta ūdens apkures izmaksas, pat ņemot vērā urbumu urbšanu, ir vairākas reizes zemākas nekā sadedzinot ogles katlumājās.

Lai to panāktu, mums jāpiebilst, ka termālie ūdeņi nodrošina virsmas ne tikai siltumu. Parasti tie ir mineralizēti, daudziem no tiem ir dziednieciskās īpašības, no citiem ir iespējams iegūt retus un izkliedētus elementus: cēziju, stronciumu, bāru, rubīdiju un citiem.

Karstos ūdeņus var izmantot, lai apsildītu dzīvojamos ciematus un siltumnīcas, apgādātu tās ar slimnīcām un kūrortiem, peldbaseiniem un zivju dīķiem, izmantotu tos ieguves nolūkā mūžosaugos.

Sibīrijas zinātnieki un teritoriālie ģeoloģiskie dienesti jau daudz paveikuši, lai identificētu un novērtētu lielus karstā ūdens rezervuārus. Irkutska Zemes kūtsmēslu institūts vada šos darbus īpaši intensīvi. Viņš ir sastādījis termālo ūdeņu prognožu karti BAM zonā, norādot daudzsološākās urbumu urbumu teritorijas.

Tas ir skaidrs visiem - Sibīrijā ir termālie ūdeņi, daudzi no tiem ir zināmi, kur tos ņemt. Un tomēr, kamēr pazemes siltums Sibīrijā tiek izmantots retos, atsevišķos gadījumos, ko var saskaitīt uz pirkstiem. Nav īpašnieka - spēcīgas nodaļas vai asociācijas, kas rūpētos par šī neparasta enerģijas avota apguvi. Un citi departamenti uzskata, ka tas ir apgrūtinoši, un kāpēc viņi uzņemas risku, ja ir iespējams sadedzināt ogles, pat ja to noved pie attālām zemēm.

Protams, šī biznesa attīstību kavē neatrisināti jautājumi, taču parasti tie ir tehniska rakstura. Piemēram, sālsūdens var izraisīt iekārtas koroziju; bet daudzi minerālūdeņu kūrorti, nemaz nerunājot par ķīmisko rūpniecību, to var paveikt. Daži atsaucas uz to, ka termisko ūdeņu izplūde var kaitēt videi; bet jūs varat urbt divas tuvumā esošās akas, iegūt karstu sālsūdeni no viena, ņemt siltumu no tā, teiksim, siltu parasto ūdeni ūdens piegādei siltummaiņā un atgriezt atdzesētu gruntsūdeni uz rezervuāru caur otru urbumu. Šī pieredze jau ir bijusi Francijā.

Principā ir iespējams iegūt siltumu no dziļumiem un "sausā" veidā, bez ūdens palīdzības. Piemēram, Baltkrievijas zinātnieki izstrādā "siltuma caurules", kas var pārnest enerģiju no karstām zonām uz virsmu. Ir arī priekšlikumi iegūt dziļu siltumu, izmantojot termoelementus.

Visas šīs problēmas tiks risinātas jaunajā ģeotermālās enerģijas institūtā, kas tiek izveidots Zinātņu akadēmijas Dagestānas filiāles ietvaros.

Termālo ūdeņu daudzpusējām "spējām" ir vajadzīga integrēta pieeja, kas arī sarežģī šo jautājumu. Šeit mums ir vajadzīgi saskaņoti centieni no ģeologiem, inženieriem, ķīmiķiem un siltumtehniķiem. Un mums joprojām ir vajadzīgi, tāpat kā jebkuram jaunam biznesam, entuziastiem, kuri stingri tic viņu ideju pareizībai. Es to saku no personīgās pieredzes un termiskās fizikas institūta pieredzes, jo nebija tik viegli panākt pirmo Pauzhetskaya ģeotermālās elektrostacijas urbumu urbšanu un pirmās GeoTES būvniecību Paratunkā.

Un entuziasts var paveikt daudz. Nesen Pravda es lasīju par šādu entuziastu - G. Č. Gutņikovu - V. Č. Ļeņina vārdā nosaukto Čukčistu lauku saimniecības direktoru. Viņš nevarēja staigāt mierīgi, pagriežot to, ka karstā pavasara sitiens bija pie centrālās lauku saimniecības. Tagad šo ūdeni šeit silda siltumnīcas, kurās audzē dārzeņus un zaļumus, siltuma mājas, zemnieku saimniecības, mājputnu mājiņas, izmanto to valsts veselības centrā. Bet tas viss ir Čukotkā, zemes malā! Ja katram karstajam pavasarim būtu tik apmierināts īpašnieks, tad valsts varētu ietaupīt miljonus rubļu!

Tātad pazemes siltuma izmantošana ir viena no Sibīrijas "karstajām" problēmām, tā gaida zinātniekus, inženierus, biznesa vadītājus, dārzeņu audzētājus, ārniekus, kuri tam veltīti. Man šķiet, ka šis bizness ir vērts uzņemties jaunieši. BAM celtnieki varētu kļūt par jaunās neapstrādātas enerģijas attīstītājiem.

Top