Pagrindinis / Degalai

Žem ÷ s šilumos energija yra būsimos energetikos sistemos pagrindas

D.T. N.A. Gnus, profesorius
Akademikas Rusijos technologijos mokslų akademijos, Maskva

Pastaraisiais dešimtmečiais pasaulis svarsto, kaip efektyviau naudoti Žemės gilios šilumos energiją iš dalies pakeisti gamtines dujas, naftą ir akmens anglį. Tai bus įmanoma ne tik tose vietovėse, kuriose yra aukšti geoterminiai parametrai, bet ir visose pasaulio vietose, kai gręžiami injekcijos ir gamybos skylės ir kuriamos tarp jų cirkuliuojančios sistemos.

Pastaraisiais dešimtmečiais padidėjęs susidomėjimas alternatyviomis energijos šaltiniais pasaulyje yra susijęs su angliavandenilio kuro atsargų išeikvojimu ir poreikiu išspręsti kelias aplinkosaugos problemas. Objektyvūs veiksniai (iškastinio kuro ir urano rezervai, taip pat aplinkos pokyčiai dėl tradicinės ugnies ir branduolinės energijos) rodo, kad neišvengiamai pereinama prie naujų būdų ir formų energijos gamybos.

Pasaulio ekonomika šiuo metu siekia pereiti prie racionaliai tradicinių ir naujų energijos šaltinių derinio. Žemės šiluma yra viena iš pirmųjų vietų.

Geoterminiai energijos ištekliai skirstomi į hidrogeologines ir petrogeotermines. Pirmasis iš jų yra šilumnešis (sudaro tik 1% visų geoterminių energijos išteklių) - požeminio vandens, garo ir garo ir vandens mišiniai. Pastarosios yra karštų uolų geoterminės energijos.

Mūsų šaliai ir užsienyje naudojama fontanų technologija (savaiminis išmetimas) gamtinių garų ir geoterminių vandenų gavybos yra paprasta, bet neefektyvi. Dėl nedidelio savaiminio įpurškimo šulinių srauto greičio, jų šilumos gamyba gali susigrąžinti gręžimo išlaidas tik esant nedidelei geoterminių rezervuarų aukštoms temperatūroms, esančioms šilumos anomalijose. Tokių šulinių eksploatavimo laikas daugelyje šalių nepasiekia net 10 metų.

Tuo pat metu patirtis patvirtina, kad geoterminės jėgainės statyba yra palankiausia geoterminės energijos panaudojimo galimybė esant sekliams natūralaus garo rezervuarams. Tokių geoterminių jėgainių veikimas parodė, kad jų konkurencingumas yra didesnis nei kitų rūšių jėgainės. Todėl atsargų geoterminio vandens ir garo hydrotherms naudojimas mūsų šalyje nuo Kamčiatkos pusiasalis ir Kurilų salose, Šiaurės Kaukaze, taip pat galima ir kitose srityse tinkamai ir laiku. Tačiau garų indėliai yra reti, žinomi ir prognozuojami rezervai yra nedideli. Daug daugiau bendrų šiluminės energijos vandens telkinių toli gražu ne visada yra pakankamai arti tiek vartotojui, tiek šilumos tiekimui. Tai pašalina didelę jų veiksmingo naudojimo galimybę.

Dažnai problema, kaip susidoroti su masteliais, tampa sudėtinga problema. Geoterminės energijos, kaip taisyklė, mineralizuotų šaltinių, kaip aušinimo skysčio, naudojimas sukelia žvyrų zonų peraugimą su geležies oksidu, kalcio karbonatu ir silikato formavimu. Be to, erozijos ir korozijos problemos neigiamai veikia įrangos veikimą. Problema taip pat tampa mineralizuotų ir nuotekų, turinčių toksinių priemaišų, išmetimą. Todėl paprasčiausia fontano technologija negali būti pagrindu plačiai vystyti geoterminius išteklius.

Preliminariais skaičiavimais, Rusijos Federacijoje Prognozuojant atsargas terminiu vandeniu su 40-250 oC temperatūroje, mineralizacijos 35-200 g / l, o iki 3000 m 21-22 mln m3 / parą gylį., Kuris yra lygiavertis degimo 30-40 milijonų tonų t per metus.

Prognozuojamas rezervuaras garo-oro mišinio, kurio temperatūra yra 150-250 oC Kamčatkos pusiasalio ir Kurilų salose, yra 500 tūkst. M3 per dieną. ir terminių vandenų rezervus, kurių temperatūra 40-100 oC - 150 tūkst. m3 per dieną.

Plėtros prioritetas yra terminių vandenų rezervuarai, kurių srautas yra apie 8 milijonus m3 per dieną, mineralizacija iki 10 g / l ir temperatūra virš 50 ° C.

Ateities ateities energijos svarba yra šiluminės energijos gavyba, praktiškai neišsemiama, naftos teršalų ištekliai. Ši geoterminė energija, uždengta kietomis karštomis akmenimis, sudaro 99 proc. Visų požeminės šiluminės energijos išteklių. Esant iki 4-6 km masyvų gylio, esant 300-400 ° C temperatūroje gali būti rastas tik šalia tarpinių kamerų Kai išsiveržimai, bet karštas akmenis su 100-150 ° C temperatūroje esant šių gelmių platinami beveik visur ir su 180-200 oC temperatūroje gana didelė dalis Rusijos teritorija.

Per milijardus metų branduoliniai, gravitaciniai ir kiti procesai viduje Žemės sukūrė ir gamina šiluminę energiją. Kai kurios jo frakcijos spinduliuoja į kosmosą, o šiluma kaupiasi gylyje, t. Y. Sausumos medžiagos kietos, skystos ir dujinės fazės šilumos kiekis vadinamas geotermine energija.

Nuolatinis vidinės šilumos generavimas iš žemės kompensuoja išorinius nuostolius, tarnauja kaip geoterminės energijos kaupimosi šaltinis ir lemia atsinaujinančią dalį savo išteklių. Bendras grunto šilumos pašalinimas į žemės paviršių yra tris kartus didesnis nei dabartinis elektrinių pajėgumas pasaulyje ir yra 30 TW.

Tačiau akivaizdu, kad atsinaujinimas yra susijęs tik su ribotomis gamtinėmis šalimis, o bendras geoterminės energijos potencialas yra praktiškai neišsemiamas, nes jis turėtų būti apibrėžiamas kaip bendras šilumos kiekis, kurį turi Žemė.

Neatsitiktinai, kad pastaraisiais dešimtmečiais pasaulis svarstė, kokia kryptimi būtų veiksmingiau panaudojama Žemės gilus šilumos energija, siekiant dalinai pakeisti gamtines dujas, naftą ir akmens anglį. Tai bus įmanoma ne tik tose vietovėse, kuriose yra aukšti geoterminiai parametrai, bet ir visose pasaulio vietose, kai gręžiami injekcijos ir gamybos skylės ir kuriamos tarp jų cirkuliuojančios sistemos.

Žinoma, esant mažam šiluminiam laidumui uolienose, norint efektyviai eksploatuoti cirkuliacines sistemas, būtina šilumos ištraukimo zonoje sukurti arba sukurti pakankamai išvystytą šilumos mainų paviršių. Pavyzdžiui paviršiaus dažnai susiduriama su minėtų gylyje porėtos formuojantis ir zonose gamtinių įtrūkių, pralaidumas, kuris leidžia pasirūpinti priverstinį filtravimo aušinimo skysčio su efektyvaus ekstrahuojant uolienų energijos ir dirbtinai sukurti dideli šilumos mainų paviršių į mažo pralaidžią porėtos matricos siurbimo metodą (žr. Pav).

Šiuo metu naftos ir dujų pramonėje naudojamas hidraulinis susiskaidymas, kuris padidina rezervuaro pralaidumą, siekiant sustiprinti naftos gavybą naftos telkinių plėtrai. Šiuolaikinės technologijos leidžia jums sukurti siaurą, bet ilgą įtrūkį arba trumpą, bet platus. Yra hidraulinių lūžių pavyzdžių su 2-3 km įtrūkiais.

Vidaus pagrindinė idėja išgauti geoterminių išteklių uždaroje į Hard Rock, buvo pasiūlyta anksčiau kaip 1914 g. KETsiolkovsky ir 1920 g. Geoterminė cirkuliacijos sistemos (GKS) karšto granito masyvas aprašytas VA Obruchevym.

1963 m. Paryžiuje buvo sukurta pirmasis GCC, skirtas šilumos iš akytų šilumos susidarymui šildymui ir oro kondicionavimui išgauti Brodkastin Chaos komplekso patalpose. 1985 m. Prancūzijoje veikė 64 GCC, kurių šiluminė galia siekė 450 MW, taupydama apie 150 tūkst. Tonų naftos per metus. Tais pačiais metais TSRS įsteigta pirmoji tokia GSS, esanti Khankala slėnyje netoli Grozno miesto.

1977 m. Pagal Los Alamos nacionalinės laboratorijos JAV projektą prasidėjo eksperimentinės GCC bandymai su beveik neįveikiamu masyvo lūžiu Fentono kalno sekcijoje Naujosios Meksikos valstijoje. Šaltojo šviežio vandens, švirkščiamo per šulinėlį (injekcija), buvo šildomas šilumos mainu su akmenų masyvu (185 OC) vertikaliu 8 000 m2 pločiu, susidarančiu hidrauline plėvele 2,7 km gylyje. Kitoje šulinio (eksploatacinėje) dalyje, kuri taip pat kerta šį trūkį, ant garų susidarė perkaitintas vanduo. Kai cirkuliuojama uždarame kontūre esant slėgiui, perkaitinto vandens temperatūra paviršiuje siekia 160-180 oC, o sistemos šiluminė galia yra 4-5 MW. Aušinimo skysčio nuotėkis į aplinkinę masę buvo apie 1% viso srauto. Mechaninių ir cheminių priemaišų (iki 0,2 g / l) koncentracija atitiko šviežio geriamojo vandens standartus. Lūžis nereikalavo tvirtinimo ir buvo atidarytas skysčio hidrostatiniu slėgiu. Jame besiplečianti laisvoji konvekcija užtikrino veiksmingą dalyvavimą šilumos mainų praktiškai visuose karšto uolienų masyvo atodangose.

Karštųjų nepralaidžių akmenų požeminės šiluminės energijos gavyba, remiantis naftos ir dujų pramonėje įvaldytais ir ilgai praktikuojamais gręžimo ir hidraulinio trintavimo metodais, nesukėlė seisminės veiklos ar kitokio žalingo poveikio aplinkai.

1983 m. Britų mokslininkai pakartojo amerikiečių patirtį, sukūrę eksperimentinę Persijos įlankos bendradarbiavimo tarybą su granito dalimis Carnwell mieste. Panašus darbas buvo atliktas Vokietijoje, Švedijoje. JAV vykdomi daugiau kaip 224 geoterminio šilumos tiekimo projektai. Šiuo atveju daroma prielaida, kad geoterminiai ištekliai gali suteikti didžiąją dalį būsimų JAV šiluminės energijos poreikių neelektriniams poreikiams. Japonijoje geoterminės jėgainės pajėgumai 2000 m. Siekė apie 50 GW.

Šiuo metu 65 šalyse ištirti ir ištirti geoterminius išteklius. Pasaulyje geoterminės energijos pagrindu sukurtos stotys, kurių bendras pajėgumas yra apie 10 GW. JT aktyviai remia geoterminės energijos plėtrą.

Daugelyje pasaulio šalių sukaupta geoterminių skysčių naudojimo patirtis rodo, kad esant palankioms sąlygoms jie yra 2-5 kartus naudingesni nei šiluminės ir atominės elektrinės. Skaičiavimai rodo, kad per metus geoterminis šulinys gali pakeisti 158 tūkst. Tonų anglies.

Taigi, Žemės šiluma yra vienintelis didelis atsinaujinančios energijos šaltinis, kurio racionalus vystymasis žada pigesnę energiją, palyginti su šiuolaikine degalų energija. Deja, naudojant vienodai neišsemiamas energijos potencialą, saulės ir termoelektrinių įrenginių kainos bus brangesnės nei esamos degalinės.

Nepaisant labai senos žemės šilumos įsisavinimo istorijos, šiandien geoterminės technologijos dar nepasiekė didelio vystymosi. Žemės šiluminės energijos kūrimas patiria didelių sunkumų kuriant giliuosius šulinius, kurie yra kanalo, kuriuo aušinamoji skystis tiekiama į paviršių. Dėl to, kad dugne aukšta temperatūra (200-250 oC), tradiciniai uolienų pjovimo įrankiai netinka tokioms sąlygoms dirbti, yra specialūs reikalavimai gręžimo ir apvalkalo vamzdžiams, cementiniams skiediniams parinkti, gręžimo technologijoms, šulinių tvirtinimui ir užpildymui. Vidaus matavimo įranga, serijiniai eksploataciniai vožtuvai ir įranga gaminami taip, kad temperatūra neviršytų 150-200 ° C. Tradicinis gilus mechaninis gręžimas dažnai užtrunka metus ir reikalauja didelių finansinių išlaidų. Pagrindiniuose gamybiniuose turtuose šulinių kaina svyruoja nuo 70 iki 90%. Ši problema gali ir turi būti išspręsta tik sukuriant pažangias technologijas pagrindinei geoterminių išteklių, t. Y. išgaunant karštų uolienų energiją.

Daugiau nei metus mūsų rusų mokslininkų ir specialistų komanda išsiunčia ir naudoja neapsiribojančią, atsinaujinančią, giliai sumontuotą šilumos energiją karštų uolienų Žemėje Rusijos Federacijos teritorijoje. Darbo tikslas - sukurti technines priemones giliai įsiskverbti į žemės plutos žarnas, remiantis vidaus, aukštųjų technologijų. Šiuo metu buvo parengti keli gręžimo kriauklių (BS) variantai, kurie pasaulio praktikoje neturi analogų.

Pirmosios BS versijos darbas yra susijęs su jau egzistuojančia tradicine gręžinių gręžimo technologija. Kietosios uolienos (vidutinio tankio 2500-3300 kg / m3) gręžimo greitis yra iki 30 m / val., Gręžinio skersmuo 200-500 mm. Antroji BS versija teikia gręžimo šulinius autonominiame ir automatiniame režimu. Paleidimas atliekamas iš specialios paleidimo platformos, iš kurios valdomas jo judėjimas. Kietos uolienos tūkstantis metrų BS galės praeiti per kelias valandas. Šulinio skersmuo yra nuo 500 iki 1000 mm. Daugkartinio naudojimo BS variantai turi didelį ekonominį efektyvumą ir didelę potencialią vertę. Įdiegus BS gamybą bus atidarytas naujas etapas statant šulinius ir suteiks galimybę gauti neišsenkamų Žemės šiluminės energijos šaltinių.

Šilumos tiekimo reikmėms reikalingas šulinių gylis visoje šalyje yra 3-4,5 tūkst. Metrų ir neviršija 5-6 tūkstančių metrų. Šilumos perdavimo skysčio temperatūra korpusui ir komunaliniam šildymui neviršija 150 o C. Pramoniniams įrenginiams temperatūra, kaip taisyklė, neviršija 180-200 oC.

Sukūrimo GCC tikslas - užtikrinti nuolatinę, prieinamą ir pigią šilumą nutolusioms, neprieinamosioms ir neišsivysčiusiems Rusijos Federacijos regionams. GSS veikimo trukmė - 25-30 ar daugiau metų. Stotys atsiperka (atsižvelgiant į naujausias gręžimo technologijas) 3-4 metus.

Artimiausiais metais Rusijos Federacijoje sukuriant tinkamus geoterminės energijos naudojimo neekologiniams poreikiams pajėgumus, bus galima pakeisti apie 600 milijonų tonų kuro ekvivalento. Taupymas gali siekti 2 trilijonus rublių.

Iki 2030 m. Bus galima sukurti energijos pajėgumus pakeisti ugnies energiją iki 30%, o iki 2040 m. Beveik visiškai neįmanoma išbraukti organinių žaliavų kaip kuras iš Rusijos Federacijos energijos balanso.

1. Gončarovas S.A. Termodinamika. M.: MSTUim. N.E. Bauman, 2002. 440 p.

2. Дядкин Ю.Д. ir kita geoterminė terminė fizika. Sankt Peterburgas: Mokslas, 1993. 255 p.

3. Mineralinė ir žaliavinė bazė kuro ir energetikos komplekso Rusijos. Valstybė ir prognozė / V.K. Branchugov, E.A. Gavrilov, V.S. Litvinenko ir kt., Ed. V.Z. Garipova, E.A. Kozlovskis. M. 2004. 548 p.

4. Novikovas G. P. ir kt. Šulinių gręžimas terminiams vandenims. M.: Nedra, 1986. 229 p.

Mes naudojame žemės šilumą šildyti namą

Šildymas namuose su žemės šiluma yra labiau tinkamas, palyginti su saulės ir vėjo energija. Europoje saulės sistemos jau yra plačiai paplitę, todėl galite naudoti saulės spindulius jūsų namams šildyti ir karštu vandeniu (skaitykite taip pat: "Heliosystems for self-heating heating"). Tačiau jų naudojimas yra ribotas - jei šalyse, kuriose yra šiltas klimatas, jų yra pakankamai daug, kad galėtų visiškai šildyti būstą, tuomet regionuose su vidutinio klimato sąlygomis yra per daug drumzlių dienų. Be to, saulės kolektoriai turėtų turėti didelę plotą ir didelį šilumos akumuliatorių, todėl šildymo sistemos sukūrimas kainuoja daug (skaityti: "saulės šildytuvas").

Geoterminiai siurbliai, kurie naudoja žemės šilumą, kad šildytų namus

• dujinis šaltnešis yra suspaustas kompresoriumi, tuo pačiu metu jis yra labai karštas;
• šaltnešis praeina per šilumokaitį, išleidžiant perteklinį šilumą ir aušinant iki kambario temperatūros;
• po aušinimo, ši medžiaga patenka į šaldiklio aušinimo kontūrą, kur tada ji išplečiama. Dėl agregacijos būklės pokyčių nuo skysčio iki dujinių, šaltnešis aušina ir aušina viską aplink jį;
• tada jis grįžta į kompresorių, o ciklas vėl kartojasi.

Panašiai, namo šildymas vyksta su žemės energija. Pavyzdžiui, šaldytuvas perka šilumą iš šalto objekto ir perkelia jį į šiltą objektą, todėl šiluma iš šaldiklio per minuso temperatūrą perkeliama į kambarį. Siurbiamos energijos kiekis yra kelis kartus didesnis už kompresoriaus sunaudojamą elektros energiją.

• vertikalus;
• horizontalus.

Prieš pradėdami naudoti šilumą iš žemės, kad pašildytumėte namus, turite nuspręsti dėl kolektoriaus tipo. Kaip jie atrodo, galite pamatyti nuotraukoje.

Vertikalūs namų šildymo kolektoriai nuo žemės

Tačiau reikėtų atsižvelgti į didelę šios schemos nepalankią padėtį: šildymas iš žemės žarnų yra brangus. Žinoma, pradinės išlaidos vėliau atsipirks, bet dar ne kiekviena šeima gali sau leisti tokias išlaidas. Gręžimo kaina yra didelė, ir tai užtruks daug pinigų, kad keli grioviai būtų 50 metrų gylio.

Horizontalūs kolektoriai namo šildymui šiluma

Taigi šildymas su žemės energija yra gera idėja, tačiau ją labai sunku įgyvendinti. Padėtis yra tokia pati kaip ir saulės šildymui. Dėl šios priežasties šiandien nėra alternatyvių energijos šaltinių.

Oro kolekcionieriai

• pašalinkite oro įleidimo ventiliaciją žemiau dirvos užšalimo lygio;
• suformuoti išgaubtą, tiesinį ar daugiasienį kolektorių, naudojant įprastus kanalizacijos vamzdžius (formos pasirinkimas priklauso nuo vietos, kiekvieno namo kvadratinio metro sąskaita turėtų būti 1,5 metro kolektoriaus);
• ištraukite orą iš kolektoriaus gale toli nuo namo, vamzdį perkelkite bent 1,5 metro aukštyje nuo žemės ir įrengdami jį skėčio deflektoriumi (žinoma, oras bus priverstas į namus).

Šiuo atveju šildymas namuose negalės visiškai aprūpinti namu šiluma.

Požeminis geoterminis šildymas namuose

Tradiciškai naudojami elektriniai, kieto kuro, dujų ar skystojo kuro įrenginiai, skirti šildyti privatų namą. Pastaraisiais dešimtmečiais saulės kolektoriai ir žemės žarnos šiluma buvo naudojami kaip alternatyvaus šiluminės energijos šaltinis. Šildymas namuose su žemės šiluma vadinamas geoterminiu šildymu namuose.

Geoterminis šildymas namuose dėl žemės energijos

Šildymas iš žemės yra didėjantis poreikis, nes tradicinių energijos tiekėjų sąnaudos nuolat didėja, o iškastinio kuro atsargos mažėja. Investicijos į šalies kaimo šildymą yra gana pelningos, atsižvelgiant į ekonomines perspektyvas ir didelį taupymą autonominiam šildymui šildymo sezono metu.

Natūralios šilumos energijos gaminimo būdai

Geoterminiai šilumos siurbliai skiriasi šilumos gavybos metodu:

1. Įrenginiai, naudojantys gruntinio vandens šilumą gilumoje, karštuose geizeriuose ir kt.
2. Sistemos, kuriose yra antifrizų bakas, sumontuotas žemėje 75 metrų gylyje. Šildymas iš žemės žarnų yra natūralus bako šildymas su antifrizo; Dėl to šaltnešis, praeinantis per šilumokaitį, perduoda gaunamą šilumą ir grįžta į rezervuarą.
3. Geoterminis kontūras dedamas ant rezervuaro dugno, kuris yra natūralus šilumos akumuliatorius. Šiuo atveju turėtumėte įsivaizduoti, kad rezervuaras gali visiškai užšalti per žiemą.

Geoterminių šilumos siurblių tipai

Šildant namą su žemės energija, reikia didelio masto sistemos įrengimo, tačiau tai ekologiškas būdas gauti beveik nemokamą šiluminę energiją. Norint šildyti namus, reikės nedidelių elektros energijos, reikalingų sistemos veikimui, išlaidų.

Geoterminio šildymo veikimo principai

Šildymas dėl žemės energijos sėkmingai naudojamas įvairiose klimato zonose: sistemos gali dirbti pietuose ir šiauriniuose regionuose.

Geoterminis įrenginys jo veikimo metu naudoja tokį fizinį kai kurių skysčių savybes, tokias kaip gebėjimas išgaruoti, dėl kurio paviršius aušinamas. Šis reiškinys yra pagrįstas šaldymo įrangos veikimu.

Geoterminio šildymo principas yra atvirkštinis aušinimo procesas. Taip veikia oro kondicionieriai, kurie ne tik gali atvėsti, bet ir šildo kambario orą.

Šilumos siurblio veikimo principas

Tačiau oro kondicionavimo įrenginiai turi ribotą prieigą - jie negali veikti esant žemesnei kaip -5 ° C temperatūrai. Geoterminė sistema gali tiekti šildymą namuose, nepriklausomai nuo paviršiaus oro temperatūros. Taip yra dėl to, kad aplinkoje, kurioje jis sunaudoja šiluminę energiją, išlaikomos stabilios temperatūros sąlygos.

Įrenginio geoterminė šildymo sistema

Geotermija (Žemės šiluminės būklės mokslas) leido praktinį šiluminės energijos panaudojimą, kurį pluta gauna iš raudonos karštos magmos planetos centre.

Ant paviršiaus montuojamas specialiai sukurtas namų šildymo šilumos siurblys, o šilumokaitis montuojamas žemėje arba rezervuaro apačioje. Šilumos energija "išpumpuojama" į paviršių ir leidžia šildyti aušintuvą namo arba negyvenamojo objekto šildymo apytakos rutulyje.

Kaip veikia šildymo procesas

Privačių namų geoterminis šildymas yra ekonomiškai efektyvi alternatyva. Jei naudosite žemės energiją, kad galėtum šildyti namuose, už kiekvieną kilovatą elektros energijos, reikalingos valdyti įrangą, yra 4 - 6 kW naudingos šilumos energijos, gautos iš planetos žarnų.

Palyginus su oro kondicionieriaus veikimu, pamatysime, kad jo veikimo metu 1 kW šiluminės energijos gamybai reikia išleisti daugiau kaip 1 kW elektros energijos. Taip yra dėl neišvengiamų nuostolių, kai paverčiama viena energija į kitą ir tt

Labai vertinga šildyti gyvenamąjį namą dėl Žemės vidaus šilumos energijos, tačiau įrangos atsipirkimo laikas ir įrengimo išlaidos užtruks šiek tiek laiko.

Naudojant žemės šilumą šildant namus, nereikia montuoti tradicinio katilo aušalo skysčiui šildyti.

Šiuo atveju sistema susideda iš trijų komponentų:

• šildymo kontūras - geoterminis šiluminės energijos šaltinis;
• šildymo apytakos ratas namuose - žematemperatūrinis radiatorius arba grindys;
• siurblinė - šilumos siurblys šilumos energijai siurbti iš šildymo kontūro į žemę arba po vandeniu į šildymo apytaką.

Geoterminė šildymo sistema taip pat gali būti naudojama šiltnamiuose šildymui, pagalbiniams pastatams, baseino vandeniui, sodo takams ir kt.

Geoterminio šildymo įrenginiai

Geoterminė įranga giliai šildymo sistemai leidžia kaupti iš aplinkos išgaunamą šiluminę energiją ir ją perkelti į šildymo kontūro aušintuvą.

Žemės šilumos šildymo įrangos sąrašas apima:

• Garintuvas Prietaisas yra gilumoje, jis padeda absorbuoti šiluminę energiją geoterminių vandenų ar dirvožemyje.
• Kondensatorius Leidžia atnešti antifrizo temperatūrą iki reikalingos sistemos veikimo vertės.
• Šilumos siurblys Jis cirkuliuoja antifrizą šildymo kontūre, kontroliuoja geoterminio įrenginio veikimą.
• Buferinis rezervuaras - indas šilumos antifrizui surinkti. Tai leidžia perduoti šiluminę energiją žemės vidų į aušintuvą. Talpykla, per kurią eina aušinimo skystis, yra su ritine pavaizduotu šilumokaičiu. Joje, suteikiant šilumą, šildomas antifrizas juda.

Šilumos siurblio įtaiso diagrama

Sistemos diegimas

Kaimo namų geoterminis šildymas statybų etape reikalauja didelių pinigų investicijų. Didžioji galutinė sistemos kaina daugiausia susijusi su dideliu apkrovos kiekiu, susijusiu su šildymo apytakos rato instaliavimu.

Laikui bėgant, finansinės išlaidos atsipirks, nes šilumos energija, naudojama šildymo sezono metu, išgaunama iš žemės gelmių su minimaliu energijos suvartojimu.

Horizontalaus šilumokaičio geoterminės šildymo sistemos montavimas

Norint užtikrinti namų šildymą žemės šiluma, būtina įrengti sistemą:

• pagrindinė dalis turėtų būti po žeme arba rezervuaro apačioje;
• pačiame namuose įrengta tik pakankamai kompaktiška įranga ir sumontuotas radiatoriaus arba grindų šildymo kontūras. Namuose esanti įranga leidžia reguliuoti aušinimo skysčio šildymo lygį.

Kaip veikia geoterminė įranga namuose

Projektuojant šildymą dėl žemės šilumos, būtina nustatyti darbo grandinės ir kolektoriaus tipą.

Yra dviejų rūšių kolekcionieriai:

1. Vertikaliai - panardintas į žemę kelis dešimtys metrų. Norėdami tai padaryti, artimiausiu atstumu nuo namo, reikia gręžti keletą šulinių. Kontūras panardinamas į šulinius (patikimiausias variantas - vamzdžiai, pagaminti iš susikertančio polietileno).

Trūkumai: didelės finansinės išlaidos gręžimui į kelis gręžinius, kurių gylis yra 50 metrų.

Privalumai: Požeminė vamzdžių vieta gylyje, kurioje dirvožemio temperatūra yra stabili, užtikrina aukštą sistemos efektyvumą. Be to, vertikalus kolektorius užima nedidelę žemės plotą.

Trūkumai: reikia naudoti didelę svetainės plotą (pagrindinis trūkumas). Šis žemės sklypas po kontūro įdėjimo negali būti naudojamas kaip sodas ar daržovių sodas, nes sistema veikia šalto šaldymo metu transportuojant šaltnešį, dėl kurio augalai bus užšaldyti.

Privalumai: pigesni žemės darbai, kuriuos netgi galima atlikti savarankiškai.

Horizontalus ir vertikalus kolektoriaus tipas

Geoterminę energiją galima pagaminti dedant horizontalaus geoterminio kontūrą neužšalančio vandens telkinio apačioje. Tačiau praktikoje sunku įgyvendinti: rezervuaras gali būti įrengtas už privačios teritorijos ribų, o šilumokaičio montavimas turės būti koordinuojamas. Atstumas nuo šildomo įrenginio iki rezervuaro turi būti ne daugiau kaip 100 metrų.

Svarbu! Aplinkos kolektoriaus temperatūra neturi nukristi žemiau + 5 ° C. Susiliečiantis su užšalimo vieta, viršutinė kolektoriaus dalis turėtų būti apsaugota šilumos izoliacija, kad būtų išvengta šilumos energijos nuostolių.

Privalumai ir trūkumai

Šildymas su žemės energija turi daugybę privalumų:

• Efektyvumas. Palyginti su šilumos siurblio elektros energijos sąnaudomis, sistema leidžia gauti kelis kartus daugiau šiluminės energijos.
• Ekologiškumas. Šio tipo šildymas yra nekenksmingas aplinkai, nėra atmosferos teršalų.
• Saugumas Nereikia naudoti jokio kuro, cheminių medžiagų ir tt, nėra sprogimo grėsmės ar priešgaisrinės įrangos.
• Mažiausias techninės pagalbos poreikis. Tinkamai sumontuota sistema gali dirbti be jokios intervencijos mažiausiai 30 metų.
• Efektyvumas. Operacijos metu nėra jokių remonto išlaidų, dėl kurių galima atgauti šildymo įrenginius per 5-8 metus.
• Nereikia kontroliuoti sistemos.
• Mažas triukšmo lygis naudojant įrangą.
• Šilumos energijos šaltinio neišimtinumas nėra būtinas energijos pirkimui ir laikymui.

Aplinkai nekenksmingas grindų šiluminės energijos naudojimas

Trūkumai:

• iš pradžių didelis įrangos sąnaudos;
• reikia atlikti sudėtingas gręžimo operacijas vietoje vertikalaus kontūro įrengimui arba kraštovaizdžiui sugadinti, rengiant horizontalius šilumokaičius tranšėjos.

Vidutiniškai klimatu geoterminiai įrenginiai pasirodė esąs veiksmingi. Šiauriniuose regionuose šis šildymo būdas tinka mažiems namams (iki 200 m 2).

Išnagrinėję, kaip veikia sistema ir iš kurių dalių ji kainuoja, galite nustatyti jo diegimo į savo svetainę galimybę. Daugiausia namų šildymo metu įrengta šildymo iš žemės įranga - šiuo atveju lengviau atlikti žemės darbus, nes aikštelės planavimas ir kraštovaizdžio dizaino kūrimas vis dar yra į priekį.

Kaip panaudoti žemės šilumą namuose šildyti

Reikia pripažinti, kad vidutinis gatvės žmogus nedaugiau suvokė žemės dugno išeikvojimo, atmosferos taršos ir visos aplinkos iš degimo angliavandenių. Ir tik dabar žmonės rimtai pradėjo atkreipti dėmesį į aplinkai nekenksmingus ir atsinaujinančius energijos šaltinius, nes angliavandenilio kuro kainos nuolat augo. Vienas iš tokių neišsenkamų šaltinių naudojimo būdų - šildyti namą su žemės šiluma. Informacija apie tai, kaip ji veikia ir kaip ji įgyvendinama, rasite šiame straipsnyje.

Kaip tai veikia?

Tai gerai žinomas faktas, kad dirvožemio temperatūra maždaug 1,5 m gylyje yra pastovi per metus. Jos vertė yra plius 5-7 ° C intervalas, o temperatūra palaipsniui didėja didėjant gyliui. Dėl šio reiškinio žmonės rūsyje laikosi maisto ir daržovių iš sodo.

Pasirodo, kad temperatūra visada yra teigiama, ir tai yra nuodėmė nevartoti šio šilumos iš žemės, kad šildytų būstą.

Dauguma žmonių traukia tai, kad dirvožemio šiluminė energija yra nemokama. Tačiau, norint jį išgauti ir išsiųsti į namus, kainuos švarią sumą, apie kurią vėliau kalbėsime.

Visiškai beprasmiška perkelti tokią silpną šilumą kaip +7 ° С į patalpas. Užduotis ne taip: mums tiesiog reikia energijos, o ne temperatūros. Tai gali padėti paprastam oro kondicionieriui, tiesiog pasukti aukštyn kojomis. Ką jis daro? Vasarą energija iš pastato viduje perduodama išorėje, o žiemą - priešinga kryptimi. Taip yra dėl šilumokaičio proceso viduje (Carnot ciklas).

Trumpai ir paprastais žodžiais, oro kondicionieriaus viduje tarp dviejų šilumokaičių cirkuliuoja skysčio aušinimo skystis. Pirma, jis išgaruoja, imant šilumą iš kambario oro, o antrasis jis kondensuoja, suteikiant jį aplinkai. Šaltnešio perkėlimą iš vienos agregacijos būsenos į kitą lengvina 2 pagrindiniai agregatai - kompresorius ir išplėtimo vožtuvas.

Tuo pačiu metu išleidžiama ir žemės šilumos energija. Vamzdžių kontūro gale į žemę aušinimo skysčio temperatūra pakyla iki +7 ° C temperatūros. Pirmajame šilumokaičiui jis patenka su darbiniu skysčiu, freonu, verčia jį išgaruoti. Antrajame fronte yra kondensuotas, perduodamas gautą šiluminę energiją į šildymo sistemą.

Dėl šio judesio žemė atšaldoma 2-3 ° C, o namas šildomas 20-40 ° C temperatūroje. Jūs neturėtumėte atkreipti dėmesio į temperatūros nenuoseklumą, nes į molio grandinę taip pat cirkuliuoja 10 kartų daugiau skysčių nei vienoje šildymo sistemoje. Energijos sąnaudos yra menkos, elektros energija sunaudojama kompresoriaus, siurblio ir automatikos valdymui. Apskritai, energijos sąnaudų ir tų, kurie išgaunami iš žemės, santykis yra maždaug 1: 5-1: 7.

Įrenginys, kuris suteikia šildymui naudojamą žemės energiją, turi savo pavadinimą - geoterminį šilumos siurblį.

Šilumos šaltinių pasirinkimo įrenginių tipai

Šaltojo šilumos siurblio vidinis išdėstymas, trumpai apibūdintas aukščiau, bet kuriuo atveju lieka nepakitęs. Tačiau išorinio kontūro, išgaunančio energiją iš dirvožemio, dizainas yra dviejų tipų:

• horizontalus: polimerinis vamzdis yra sumontuotas apskaičiuoto dydžio duobėje ir 1,5-2 m gylyje su tam tikru aukščiu;
• vertikaliai: kontūro vamzdžiai nusileidžia į gilius šulinius. Jų skaičius taip pat nustatomas pagal skaičiavimus.

Tai yra patogus kasykloje statyti privačiojo namo statyboje, tai daroma tiesiai toje vietoje, kur planuojama statyti pastatą. Be to, horizontalus kontūras gali būti išdėstyti tuo atveju, jei šalia namo yra pakankamai didelis žemės sklypas. Kai tokio ploto nėra ir erdvės yra labai mažos, žemės energiją renka geoterminiai zondai iš gilių gręžinių. Jie turės būti atliekami keliose vietose.

Vamzdžių galai iš vienos ar kelių išorinių grandinių yra nukreipiami į požeminį namą ir patenka į rūsio pastato dalį, kur jie yra pritvirtinti prie paties šilumos siurblio. Aušintuvas, tekantis požeminėse ritėse, dažniausiai tarnauja kaip vanduo arba nešaldantis skystis, priklausomai nuo statybos regiono.

Žemės vertikalių kontūrų energijos gavybos efektyvumas viršija horizontalų, nes dažnai eina per vandeningus sluoksnius, o tai pagerina šilumos parinkimą. Jie turi pirmenybę ir įrengimo kainą, ypač jei gręžinių gręžimas įvyksta sunkiomis sąlygomis.

Privalumai ir trūkumai

Kaip jau žinome, šiluminė energija, išgaunama iš dirvožemio, praktiškai yra beverčiai, ir tai yra pagrindinis pliusas. Tačiau yra ir kitų:

• šilumos šaltinis - atsinaujinanti, kitaip tariant - neišsemiama;
• ekologiškumas ir šiluminio įrengimo saugumas yra neprilygstami;
• geros energijos sąnaudos;
• reikalingas diegimo ar prisijungimo leidimas;
• didelis automatizavimo lygis, taigi ir komfortas;
• nedažna priežiūra;
• mažas ugnies pavojus.

Yra dar vienas svarbus geoterminės sistemos privalumas. Kadangi dirvožemio temperatūra gylyje ištisus metus išlieka nepakitusi, vasarą siurblys nustoja būti šiluma ir tampa aušinamas. Įrenginys pereina į vasaros režimą, šaltnešis persikelia į kitą pusę, o šilumokaičiai funkciškai keičiasi. Jei privačiuose namuose įrengti oro šildymo įrenginiai - ventiliatoriaus ritės įrenginiai, sistema tiekia juos šaltu vandeniu, iš kurio oras kambariuose yra aušinamas.

Saulės sistemų trūkumas yra tik vienas, bet toks didelis, kad dažnai paneigia visus privalumus. Kaip galvojate, tai yra įrangos ir montavimo darbų kaina. Visi supras, kad kasimo kasyklos ir gręžimo gręžiniai kainuoja gana centus, jūs pats negalite atlikti tokio pobūdžio darbo. Vamzdžiai apie kilometrą ilgio, pats įrenginys, automatika - visa tai kainuos tvarkingą sumą. Štai kodėl žemės šilumos naudojimas vis dar yra labai mažai žmonių.

Išvada

Akivaizdu, kad dirvožemio šilumos energijos naudojimas namų šildymui turi ilgalaikes perspektyvas. Europoje tokios sistemos tapo įprastu, mūsų piliečių pajamos dar nepasiekė reikiamo lygio. Tačiau už šilumos siurblių - ateities, tai taip pat nekelia abejonių.

Šildykite namus šiluma

Paskelbimo data: 2014 m. Sausio 30 d

Mes jaučiame žemės šilumą kojomis...

... Nors, tiesą sakant, būtina - galva. Tiesa, išėjo eilėraščiai. Bet kaip tai būtų kitaip, jei žmonija iškrautų paskutinius gamtos grūdų konteinerius, lėtai galvojančius apie pasekmes. Tai ne tik eilėraščiai, apie kuriuos kalbėsitės! Gali įstrigti dujos, anglis, aliejus, kai kalbama apie energijos šaltinius. Atėjo laikas radikaliai pakeisti mąstymą, bent jau namų ūkyje, ir atidžiai pažvelgti į tai, kas yra po mūsų kojomis ir ar ji gali būti naudojama su uolaus savininko jausmu.

Pavyzdžiui, paimkite namų šildymą žemės šiluma, o ne tradicinius aukščiau išvardytus produktus. Pasirodo, tai yra ne tik įmanoma, bet ir būtina.

Šildymas namuose su žemės šiluma nėra pasakos, tai senas svajonė apie žmoniją. Gana galinga gynyba nuo barbariško gamtos išteklių grobimo - visateisė alternatyva tradicinėms šildymo sistemoms.

Vakarų šalyse, neturtingose ​​naudingųjų iškasenų, mums privertė mąstyti apie alternatyvius šilumos šaltinius ne tik savo namuose, bet ir pramoniniuose pastatuose. Ar jums reikia žemės šilumos naudojimo pavyzdžių? "Aš turiu juos", kaip sakoma, Odessans.

• Jungtinės Valstijos kasmet gamina daugiau kaip milijoną šilumos siurblių (HP);
• Japonija kasmet pagamina iki 3 mln.
• Švedija užtikrina gerą pusę šilumos siurblių šildymo. Šilumos šaltinis yra Baltijos jūra, kurios vidutinė metinė temperatūra yra aštuoni;
• Šveicarijoje tokia situacija: kas dviem kvadratiniais kilometrais yra vienas šilumos siurblys (T);
• Remiantis mokslininkų skaičiavimais, iki 2020 m. Pasaulinė TN dalis bus 75%.

Atsižvelgiant į faktus, kaip sakoma, jūs neužpulsite. Tai faktas, kad Rusija labai nerūpestingai pradeda kurti geoterminį šildymą, šiek tiek naudodama žemės šilumą šildant namus. Ar yra daug naftos? Ar dujos užpildytos? Anglų šimtus metų pakanka? Ir tada, kai baigsis visi gamtos ištekliai?

Kai kurie neatsakyti klausimai. Bet yra sprendimas - būtina bent jau namų ūkyje naudoti alternatyvius šildymo šaltinius - šildyti savo namus. Žemės šiluma yra po mūsų kojomis, ir būtų malonu jausti jausmą ir savo galva.

Pokalbis prie pagrindinio įėjimo

Netikėtai išklausytas šilumos inžinieriaus pokalbis su nekompetentingu klientu.

- "Aš užsisakiau šilumos siurblį namui, bet aš tikrai nežinau, kokia tai gyvūnai?"

- "Tradicinis oro kondicionierius arba šaldytuvas su grįžtamaisiais pajėgumais: žiemą šildo kambarį, vasarą vėsina".

- "Įdomu, kaip tai atsitiks?"

- "Šilumos siurblys perduoda šilumą iš dirvožemio, vandens telkinio ar iš išorės, suteikia pastato šildymo sistemai".

"Tačiau 2-3 metrų gylyje dirvožemio šiluma ne aukštesnė kaip 7 laipsnių. Ar į tokią temperatūrą galima radiatoriaus šildymą? "

- "Tu gali. Atminkite šaldytuvo darbą: kameroje yra šaltis, o prietaiso gale esanti grilis yra karšta. Šilumos siurblys yra tas pats šaldytuvas, namo viduje yra tik "grotelės" (šildymo radiatoriai), o likusi dalis yra nuleista į gruntą arba į rezervuaro apačią. Panašiai, šaldytuvas "iš vidaus".

- "Kur šiluma ateina?"

- "Aš tau pasakysiu (žiūrėkite nuotrauką). Pradėsiu nuo visos sistemos įrenginio. Tai apima:

• šilumokaitis (perduoda dirvožemio šilumą į vidinį kontūrą);
• dujų suspaudimo įtaisas;
• šilumokaitis (perduoda šilumą į šildymo sistemą);
• duslintuvas, kuris sumažina slėgį;
• dujotiekis, vedantis darbinį skysčių į dirvą ir atgal.

Mažo diametro U-formos polietileno vamzdis, kuris nusileidžia į šulinį 60-100 metrų gylyje. Vamzdis pripildytas nešaldomo skysčio, kuris grąžinamas 7 laipsnių temperatūrai (žemės šiluma).

Skystis šią šilumą perduoda kitam vamzdžio, kuriame naudojamas skystas freonas, kontūrą. Esant 3 laipsnių temperatūrai, jis gali virti ir virsti dujomis, kurias jis daro perduodamas šilumą iš žemės į jį.

Tada dujos eina į kompresorių, suspaudžiamas, dėl kurio jis stipriai įkaista iki 75 laipsnių, o temperatūra tiekiama į trečiąją kontūrą - šildymo sistemą. Taigi radiatoriai šildo iki beveik 60 laipsnių, šalia kurių neužšalėsite ".

- "Dabar aš suprantu, kur nuo šilumos. Ir paskutinis klausimas: kokią naudą turėsiu įdiegti sistemą šalies namuose? "

- "Geras klausimas, tikimasi. Jūs pamiršite apie šilumos problemą žiemą, apie namo vėsumą vasarą mažiausiai 50 metų. Su savalaikiu aptarnavimu - visi 70. Šiluma ir vėsa gaus beveik nemokamai. "

- "Ką tai reiškia -" beveik "?"

- "Būtina sumokėti tik nedidelę sumą tik už elektros energiją, kurios dėka įjungiamas pats siurblys. Dėl to gaunamas mėnesinis taupymas dešimt kartų. Po daugiausiai 7 metų visos išlaidos, atsiradusios montuojant, yra kompensuojamos, šiluma tampa nemokama. "

- "Puiku. Aš sutinku sudaryti geoterminio siurblio įrengimo sutartį. Dabar aš žinau, kad namų šildymas geromis rankomis. Ačiū! "

Žemės šiluminė energija. Geoterminės ir šiluminės elektrinės

Net iš mokyklos vadovėlių mes žinome, kad giliau mūsų planetos gylyje nusidriekusių akmenų temperatūra nuolat didėja apie 1 laipsniuką 33 metrais, o tai reiškia, kad egzistuoja šilumos srautai nuo jo gylių iki paviršiaus. Jų atsiradimas daugiausia susijęs su radioaktyviųjų elementų, daugiausia urano, torio ir kalio, mažėjimu.

Žemė palaipsniui praranda šilumą, suteikia jai pasaulinę erdvę. Šilumos dydis yra didžiulis. Tik per vieną šimtmetį jis suvartoja tiek daug šilumos, nes gali sudeginti visus pasaulio naftos, anglies, medienos ir kitus degalus.

Ar yra būdų šiai šilumai naudotis žmonių labui?

Žinoma, yra. Mūsų planeta pati siūlo tokias galimybes karštu vandeniu. Žemėje yra daugybė vietų, kur karšto rakto ritmai plūdo, šilti upelių srautai, o kai gręžimo gylyje kelis šimtus metrų netgi perkaitęs garas yra randamas po kelių atmosferų slėgiu, o temperatūra viršija 200 laipsnių. Prašome įdėti turbinas ir gauti elektros energiją arba šildyti. Be to, nėra dulkių, nėra vaiko, nėra degimo, nėra dūmų. Absoliučiai švarus ir labai pigus. Tai atrodo kaip pasaka, bet jūs galite pateikti tikrų faktų.

Islandijos sostinė yra Reikjavikas, esantis Arkties rutulyje - vienintelis pasaulyje miestas, kuriame nėra viengubos krosnies, be vieno vamzdžio, šildomas natūraliais karštais vandenimis, kurių temperatūra yra 80-90 laipsnių, ir šiltnamiuose, kuriuos šildo tie patys vandenys Išauginami ne tik daržovės ir gėlės, bet ir vynuogės.

Giliai šiluma Žemėje naudojama ir šildymui mūsų šalyje, tačiau iki šiol mūsų šalies, daugiausia Kaukaze ir Užkaukaze, masto mastai. Dideli rezervuarai terminių vandenų randama Kazachstane ir Centrinės Azijos respublikose.

O kaip apie karštus požeminius vandenis Sibire, Tolimuosiuose Rytuose, Tolimuosiuose Šiaurėje?

Žinoma, pirmoji čia visada vadinama Kamchatka ir Kurilų salos, gulinčios šiuolaikinio vulkanizmo srityje, kur "požeminės ugnies dėžės", šildomos raudonomis karštomis magminėmis masėmis, užtikrina nepertraukiamą karštųjų šaltinių, mažųjų ir milžiniškų geizorių darbą. Bet jie yra tik išorinės apraiškos, tik giliai vykstančių procesų vizitinės kortelės.

Geoterminės problemos, aš "serga" beveik prieš ketvirtį amžių. 1956 m. Turėjau galimybę vadovauti Mokslų akademijos ekspedicijai į Kamchatką ir Kurilus - vieną iš pirmųjų, kurio tikslas buvo nustatyti požeminės šilumos panaudojimo galimybes. Tarp ekspedicijos narių buvo įvairių profesijų specialistai - geologai, fizikai, mechanikai, įskaitant akademikus I. J. Tammą, A. A. Dorodniciną, A. N. Тихонову, eksperimentiniai vulkanologai B. I. Piipas ir V. I. Илодавец.

Mes aplankėme pagrindines volcanologines stotis ir geoterminius vandenis Paratunka (netoli Petropavlovsko-Kamchatskio) ir Pauzhetka (Kamčatkos pusiasalio vakarinėje pakrantėje). Daugelyje vietų žemė yra šilta, o jei kasti skylę, kurios gylis yra tik 20-40 centimetrų, karštas garas pradeda tekėti iš jo.

Paratunskio šaltinių teritorijoje ekspedicija išdėstė darbo programą, skirtą terminio vandens ištekliams, reikalingiems centralizuoto šildymo ir šiltnamio objektams nustatyti. Savivaldybės ypač domina šiltnamiais, nes daržovių pristatymas į Kamchatką yra labai brangus. Pauzheckio šaltinių patikrinimas įtikino mus, kad čia reikia žvalgyti ir gręžti požeminį garą, turint omenyje ateityje statyti jėgainę šioje poroje. Pirmosios 500 metrų gylys ​​buvo pasirinktas apie 30 kilometrų nuo didžiosios žuvies fabriko Ochotsko jūroje.

Ekspedicija tęsėsi mėnesį. Tik to, ką mes nejudam, tiek lėktuvu, tiek žvejybos laivais, laivais, arkliams ir pėsčiomis. Mes nebuvo labai patyrę vairuotojai, ir taip atsitiko, krito. Jie šurmavo apie A. N. Тихонову, kad kai jis krito, jis suspaudė savo arklio koją.

Kelionė į aktyviojo vulkano Ebeko kraterį ant Paramuširio, vienos iš Kurilų kalno šiaurinių salų, padarė mums nepamirštamą įspūdį. Įkopę į šiaurę nuo ugnikalnio į 1200 metrų aukštį, mes tada nusileido į kraterį ir atėjo į karšto ežero pakrantę, kurios vanduo, pasak vietinių gyventojų, turi gydomųjų savybių. Šiaurinis kraterio nuolydis yra padengtas storu sniego sluoksniu, o iš pietinio šlaito kietos sienos su rykščiu, panašiu į lokomotyvo švilpuką, ištraukiami karšto sieros garai. Vanduo netoli šio nuolydžio nuolat virsta.

Didžiausia Kurilės - Quiashire sala - šalia Yuzio-Kurilsko miesto yra garsus Hot Beach. Ne giliai po paviršiumi, smėlis yra šildomas iki 100 laipsnių - galite virti arbatą. Keliuose šimtuose metrų nuo pakrantės pastatytas poilsio namas su gydomuoju baseinu. Pasak ekspedicijos narių, čia taip pat reikės žvalgymo darbų.

Susitikimai ir pokalbiai su Kamčatkos geologais, taip pat visa tai matėme, įtikino mus, kad Tolimųjų Rytų žarnos aprūpina nesuskaičiuojamais šiluminės energijos atsargas, kurios čia prarandamos be jokios naudos! Galų gale Kurilų salose ir Kamchatke yra daugiau nei 200 ugnikalnių, įskaitant apie 60 aktyvių!

Sugrįžę iš ekspedicijos, mes pateikėme savo pasiūlymus partijos CK ir gavo paramą. Buvo nuspręsta pradėti gręžti bandomųjų gręžinių ir suprojektuoti Pauzhetskaya geoterminės jėgainės, pirmasis Sovietų Sąjungoje. Tolimųjų Rytų ugnikalniai daug nuveikė, siekdami išplėsti šiuos darbus; Norėdami juos sustiprinti, 1962 m. Petropavlovsk-Kamchatskyje buvo organizuotas akademinis vulkanologijos institutas.

Pauzhetskaya geoTES, kurios pajėgumas siekia 5 tūkstančius kilovatų, sėkmingai ir patikimai veikia daugiau nei dešimt metų. Pagal TSRS Mokslų akademijos mokslinės tarybos mokslinės tarybos pirmininko pavaduotojo Geoterminių tyrimų instituto I. Dvorovo liudijimą "visi technologiniai procesai stotyje yra visiškai automatizuoti, o nuo 1971 m. Jį aptarnauja vienas budėjimas. Čia kilovatvalandės savikaina yra kelis kartus mažesnė nei vienodo pajėgumo dyzelinių elektrinių. " Unikalus kelias veda prie elektrinės pastato - po juo patenka vamzdžiai su terminio vandens atliekomis. Šis šiltas kelias niekada neužveria sniego - jis iš karto išsilydo ir susilieja su kietomis.

Dabar "Pauzhetskaya geoTES" plėtra yra beveik dvigubai didesnė. Tikimasi, kad čia bus pastatyta 200 tūkstančių kilovatų talpos jėgainė, kurioje yra garo-hidroterminis laukas vulkaninio "Mutnovsky" srityje, kurio temperatūra siekia 350-450 laipsnių.

60-ajame dešimtmetyje Sibiro filialo šiluminės fizikos institute buvo išvystytas darbas geoterminės energijos srityje. Pagrindinė šių darbų idėja - sukurti jėgainę su turbinine varikliu, kuri neveikia vandens garais, bet freono dūmais. Galų gale toli gražu ne visur, o ne visur, kur galite gauti garo iš žemės, tinka tiesioginiam naudojimui garo turbinoje. Daug dažniau karštas vanduo pilamas iš žemės raktų forma (arba gali būti gaunamas iš gręžtos gręžtinės) temperatūra mažesnė kaip 100 laipsnių. Ir freonas yra medžiaga, kuri virsta neigiama temperatūra. Ir jei jis šildomas terminiais vandenimis, jis formuoja perkaitintą garą, kuris sukels freono turbiną. Pavyzdžiui, freonas, kuris yra atvėsintas upės vandeniu, vėl grįžta į ciklą.

Sukūrus vartojimo metodus, kaip sakoma, energiją, žemos temperatūros aušintuvą, mūsų atveju terminį vandenį, baigėsi esamo freono turbogeneratoriaus sukūrimas. Remiantis 1967 m., Kamachatoje, Paratunskoje terminių vandenų srityje, buvo pastatyta pirmoji geoenergijos stotis-laboratorija, kurios talpa 500 kilovatų.

Taigi buvo įrodyta galimybė gaminti elektros energiją, naudojant karštą (nors neviršinamą) požeminį vandenį. Taip pat buvo sukurtas unikalus terminių vandenų naudojimo kompleksas. Šiltnamiuose ir šiltnamiuose auga agurkai, pomidorai ir kitos daržovės, kurios neauga atvirame lauke Kamchatke. "Thermal" kaimo namai, kur gyvena derliaus darbuotojai, šildomi tuo pačiu požeminiu šiluma. Dėl karštų Paratunskio spyruoklių yra sanatorija su lauko baseinais, kur galite plaukti ištisus metus (ir, žinoma, savo šiltnamio, tiekianti poilsiautojams šviežių daržovių).

"Freon" turbo blokas, kuris įvykdė savo mokslinę užduotį, gavo naują leidimą gyventi - dabar jis atlieka eksperimentus, norint gauti elektros energiją iš "Azovstal" gamyklos nuotekų šilumos.

Garsusis slenkstis "Geyseriai" Kamčatke, gerai žinomas visiems filmai, puikiai iliustruoja požeminių stokerių galią. Tačiau karštas požeminis vanduo nebūtinai susijęs su ugnikalniais. Šiandien daugiau nei pusė visų žinomų rezervų terminių vandenų mūsų šalyje yra Vakarų Sibire. Daug jų yra Rytų Sibire, ypač daug kelio Baikal-Amur Mainline. Netoli Тюмени ir šalia Omsko, Ulan-Udės ir jaunų miestų ir stočių BAM - Severobaikalsky, Kichera, Severomiysky, Chara, Olekma - yra terminiai vandenys.

Tai yra didžiulis turtas, tai yra išskirtinė sėkmė - čia čia yra nemokama natūrali šiluma, Sibire su ilgais, šešis mėnesius, žiemomis ir stipriomis šalimis, o ten dažnai ten, kur yra brangus ir įvežti tradicinį kurą.

Pasak specialistų, šildymo kaštai požeminiu karštu vandeniu, net atsižvelgiant į gręžinį, yra kelis kartus mažesni nei deginant anglį katilinėse.

Į tai turime pridurti, kad terminiai vandenys pavirsta ne tik šiluma. Paprastai jie mineralizuoti, daugelis iš jų turi gydomųjų savybių, iš kitų galima išskirti retus ir išsisklaidžiusius elementus: cezį, stronciumą, borą, rubidį ir kt.

Karštieji vandenys gali būti naudojami gyvenamųjų kaimų ir šiltnamių šildymui, ligoninėms ir kurortui, baseinams ir žuvų tvenkiniams šildyti, naudoti juos kasyklose į amžinąsias ertmes.

Sibiro mokslininkai ir teritoriniai geologiniai padaliniai jau daug nuveikė, kad nustatytų ir įvertintų didelius karšto vandens rezervuarus. Irkutsko žemės dulkių institutas šiuos darbus vykdo itin intensyviai. Jis sudarė prognozuojamą šiluminių vandenų žemėlapį BAM zonoje, kuriame buvo išvardytos perspektyviausios gręžinių gręžinių sritys.

Tai akivaizdu visiems - Sibiro terminiai vandenys yra daug, iš jų yra žinoma, kur juos paimti. Ir vis dėlto, nors požeminis šilumos naudojimas Sibire vyksta retais, atskirais atvejais, kuriuos galima skaičiuoti pirštais. Nėra savininko - stipraus departamento ar asociacijos, kuri būtų pasirūpinta, kaip įvaldyti šį neįprastą energijos šaltinį. Kiti departamentai mano, kad tai yra varginantis dalykas ir kodėl jie turėtų rizikuoti, kai galima deginti anglį, net jei ji buvo išvežta į tolimus kraštus.

Žinoma, šio verslo plėtrą vis dar trukdo neišspręsti klausimai, tačiau jie paprastai yra techninio pobūdžio. Pavyzdžiui, druskos vanduo gali sukelti įrangos koroziją; tačiau daugelis mineralinių vandenų kurortų, jau nekalbant apie chemijos pramonę, susiduria su tuo. Kai kurie nurodo tai, kad terminių vandenų išplitimas gali būti žalingas aplinkai; bet jūs galite gręžti du šulinius netoliese, gauti karšto druskos vandens iš vieno, imti šilumą iš jo, tarkim, šilto paprasto vandens, skirto vandens tiekimui šilumokaičiui, ir grįžti atšaldytus požeminius vandenis į rezervuarą per kitą duobutę. Ši patirtis jau buvo Prancūzijoje.

Iš principo galima gauti šilumą iš gylių ir "sausu" būdu be vandens pagalbos. Pavyzdžiui, Baltarusijos mokslininkai kuria "šilumos vamzdžius", kurie gali perduoti energiją iš karštų zonų į paviršių. Taip pat yra pasiūlymų išgauti giliai šilumą, naudojant termoelementus.

Visos šios problemos bus nagrinėjamos naujame Geoterminės energijos institute, kuris kuriamas Dagestano filialo Mokslų akademijoje.

Terminalinių vandenų daugiašaliai "gebėjimai" reikalauja integruoto požiūrio, o tai taip pat apsunkina šį klausimą. Čia reikia suderintų pastangų iš geologų, energetikos inžinierių, chemikų ir šilumos inžinierių. Ir mums vis dar reikia, kaip ir bet kokio naujo verslo, entuziastai, kurie tvirtai tiki jų idėjų teisingumu. Aš tai sakau iš asmeninės patirties ir Thermal Physics instituto patirties, nes nebuvo taip lengva pasiekti gręžimo pirmąją Pauzhetskaya geoterminės jėgos šulinėlį ir pastatyti pirmąjį geoTES į Paratunka.

Ir entuziastas gali daug ką nuveikti. Neseniai "Pravda" skaitau apie tokį entuziastą - G. Č. Gutnikovą, V. I. Lenino "Chukchi" valstybinio ūkio direktorius. Jis negalėjo ramiai pasivaikščioti tuo, kad karšta pavasarė buvo puolama šalia centrinio ūkio. Dabar šis vanduo šildomas šiltnamiais, kur auginami daržovės ir žalumynai, šilumos namai, ūkiai, paukštynai, naudojami valstybiniame sveikatos centre. Bet visa tai Čiukotoje, žemės pakraštyje! Jei kiekviena karšta pavasarė būtų tokia rūpestinga savininke, valstybė galėtų sutaupyti milijonus rublių!

Taigi, požeminė šiluma yra viena iš "karštų" Sibiro problemų, laukia mokslininkai, inžinieriai, verslo vadovai, daržovių augintojai, gydytojai, skirti jai. Man atrodo, kad šį verslą verta įgauti jauni žmonės. BAM statybininkai galėtų tapti naujosios "virginės" - energijos energetikos vystytojais.