Kategori

Weekly News

1 Radiatorer
Dölj batteriet bakom en dekorativ grill gjord av trä och MDF
2 Radiatorer
Beräkning av värmeflöde för uppvärmning
3 Bränsle
Instruktioner för uppvärmning av trähusets väggar från insidan
4 Bränsle
Termiska generatorer: hur man "lagar" elektricitet på en gasspis
Huvud / Eldstäder

Vi använder värmen på jorden för att värma huset


Uppvärmning av huset med jordens värme är mer föredraget i jämförelse med sol och vindkraft. I Europa är solsystem redan utbredd, så att du kan använda solens strålar för att värma ditt hem och värmevatten (läs också: "Heliosystems för självhushållning"). Användningen är dock begränsad - om det i länder med varmt klimat finns tillräckligt med dem för fullständig uppvärmning av bostäder, då finns det i många klimat dagar i regioner med tempererat klimat. Dessutom bör solfångare ha ett stort område och en stor värmeackumulator, och som ett resultat kostar skapandet av ett värmesystem en stor mängd (läs: "Gör-det-själv-solvärmeelementet").

Geotermiska pumpar som använder värmen från jorden för att värma ett hem

  • det gasformiga kylmediet komprimeras av kompressorn, och samtidigt är det mycket varmt;
  • kylmediet passerar genom värmeväxlaren, avger överflödig värme och kyler ner till rumstemperatur;
  • Efter kylning kommer detta ämne in i fryskretsens kylkrets, där den sedan expanderar. Som ett resultat av förändringar i aggregatets tillstånd från vätska till gasformigt kyler kylmediet kraftigt och kyler allt runt det;
  • då går det tillbaka till kompressorn, och cykeln upprepas igen.

På samma sätt uppstår värmen av huset med jordens energi. Till exempel, ett kylskåp plockar upp värme från ett kallt föremål och överför det till ett varmt föremål, så värme överförs från frysen med en minus-temperatur till rummet. Mängden pumpad energi är flera gånger mer än den el som förbrukas av kompressorn.

  • vertikal;
  • horisontella.

Innan du börjar använda värme från jorden för att värma ditt hem, måste du bestämma vilken typ av samlare. Hur de ser ut, kan du se på bilden.

Vertikala samlare för hemuppvärmning från marken

Men man bör ta hänsyn till en betydande nackdel med detta system: uppvärmning från jordens tarmar är dyrt. Naturligtvis kommer de initiala kostnaderna att löna sig, men ändå inte alla familjer har råd med sådana utgifter. Kostnaden för borrning är hög, och det kommer att ta mycket pengar för att göra flera brunnar 50 meter djupa.

Horisontella samlare för uppvärmning av huset med värme på jorden

Således är uppvärmning med jordenergi en bra ide, men mycket svår att genomföra. Situationen är densamma med solvärme. Av denna anledning är alternativa energikällor idag inte brett utbredda.

Luft samlare

  • ta bort luftintagets ventilation under jordfrysningsnivån;
  • att lägga en krökt, rak eller flera rörsamlare med vanliga avloppsrör (formen väljs beroende på platsen, varje meter på kvadraten av huset borde stå för 1,5 meter av uppsamlaren);
  • gör en luftluft i slutet av uppsamlaren långt ifrån huset, flytta röret till en höjd av minst 1,5 meter från marken och utrusta den med en paraply-deflektor (naturligtvis kommer luften att tvingas in i huset.

I det här fallet kommer det inte att kunna ge värme till huset fullt ut.

Underjordisk geotermisk uppvärmning hemma

För att ge ett privat hus med värme används traditionellt använda enheter med el, fast, gas eller flytande bränsle. Under de senaste årtiondena har solfångare och värmen från jordens tarmar använts som en alternativ källa till termisk energi. Uppvärmning av huset med värmen på jorden kallas jordvärmeuppvärmning av huset.

Geotermisk uppvärmning av huset på grund av jordens energi

Uppvärmning från jorden är i ökande efterfrågan, eftersom kostnaden för konventionella energibärare ökar stadigt, och fossila bränslenas reserver minskar. Att investera i markuppvärmning av en stuga är ganska lönsam med tanke på de ekonomiska utsikterna och betydande besparingar på autonom uppvärmning under uppvärmningssäsongen.

Sätt att få naturlig värmeenergi

Geotermiska värmepumpar skiljer sig i metoden för värmextraktion:

  1. Anläggningar med grundvattnets värme av djup förekomst, heta geysrar etc.
  2. System som innehåller frostskyddstanken installerad i marken på ett djup av 75 meter. Uppvärmning från jordens tarmförsörjning sker genom naturlig uppvärmning av tanken med frostskyddsmedel; som ett resultat överför kylmediet, som passerar genom värmeväxlaren, den resulterande värmen och återgår till tanken.
  3. Geotermisk kontur läggs på botten av behållaren, som är en naturlig värmeackumulator. I det här fallet måste du tänka på att behållaren helt kan frysa igenom på vintern.
Typer av värmepumpar

Uppvärmning av ett hus med jordenergi kräver storskalig installation av systemet, men det här är ett miljövänligt sätt att få nästan fri termisk energi. För att värma huset behöver du en liten utgift på el som krävs för att systemet ska fungera.

Principer för drift av geotermisk uppvärmning

Uppvärmning på grund av jordens energi har framgångsrikt använts i olika klimatzoner: systemen kan arbeta i södra och norra regioner.

Geotermisk installation under driftens gång använder en sådan fysikalisk egenskap hos vissa vätskor, såsom förmågan att avdunsta, vilket leder till kylning av ytan. Detta fenomen ligger till grund för kylutrustningens funktion.

Principen för geotermisk uppvärmning är en omvänd kylningsprocess. Så här fungerar luftkonditioneringsapparater, som inte bara kan svalna utan också värmer luften i rummet.

Funktionsprincipen för värmepumpen

Klimatanläggningar har dock begränsad tillgänglighet - de kan inte fungera vid temperaturer under -5 ° C. Ett geotermiskt system kan ge värme hemma, oberoende av lufttemperaturen på ytan. Detta beror på det faktum att de stabila temperaturförhållandena i naturen upprätthålls i den miljö därfra det tar värmeenergi.

Enhetens geotermiska värmesystem

Geotermi (vetenskapen om jordens termiska tillstånd) har gjort det möjligt att praktiskt tillämpa termisk energi som skorpan mottar från röd-het-magma i mitten av planeten.

En speciellt utformad värmepump för hemuppvärmning installeras på ytan, och en värmeväxlare är monterad i marken eller på botten av behållaren. Värmeenergin "pumpas ut" till ytan och tillåter värme kylvätskan i värmekretsen i ett hus eller ett icke-bostadsobjekt.

Hur är uppvärmningen

Geotermisk uppvärmning av ett privat hus är ett kostnadseffektivt alternativ. Om du använder jordens energi för att värma ditt hem, så är det för varje kilowatt el som behövs för att använda utrustningen 4 till 6 kW användbar värmeenergi som tas emot från världens tarmar.

I jämförelse med luftkonditioneringsapparatens funktion kommer vi att se att under driften är det nödvändigt att spendera mer än 1 kW el för att producera 1 kW värmeenergi. Detta beror på de oundvikliga förlusterna i omvandlingen av en energi till en annan, etc.

Det är mycket lönsamt att värma ett bostadshus på grund av värmeenergin från jordens inre, men återbetalningsperioden för utrustningen och installationskostnaderna tar lite tid.

Användning av värmen från jorden för att värma huset kräver inte installation av en traditionell panna för uppvärmning av kylvätskan.

I det här fallet består systemet av tre komponenter:

  • värmekrets - en geotermisk källa till termisk energi;
  • värmekrets inuti huset - lågtemperatur radiator eller golv;
  • pumpstation - en värmepump för pumpning av värmeenergi från en värmekrets i marken eller under vatten till värmekretsen.

Geotermisk värmesystem kan också användas för uppvärmning av växthus, hjälpbyggnader, poolvatten, trädgårdar, etc.

Utrustning för att anordna geotermisk uppvärmning

Geotermisk utrustning för ett djupt värmesystem möjliggör ackumulering av värmeenergi som extraheras från miljön och överför den till kylvätskan i värmekretsen.

Förteckningen över utrustning för uppvärmning med jordens värme omfattar:

  • Förångare. Anordningen är belägen på ett djup och det tjänar till att absorbera termisk energi i geotermiskt vatten eller jord.
  • Kondensor. Ger dig möjlighet att ta temperaturen av antifrost till det önskade värdet för systemets funktion.
  • Värmepump. Det cirkulerar frostskydd i värmekretsen, styr driften av geotermisk installation.
  • Buffertank - en behållare för uppsamling av uppvärmd frostskyddsmedel. Det möjliggör överföring av värmeenergi från jordens inre till kylvätskan. Tanken genom vilken kylmediet passerar är utrustad med en värmeväxlare i form av en spole. På den, ger värme, rör sig frostskyddsmedel.
Diagram över värmepumpenheten

Systeminstallation

Geotermisk uppvärmning av ett hus på byggnadsstadiet kräver stora investeringar i pengar. Den höga slutkostnaden för systemet beror till stor del på den stora mängden grunder i samband med installationen av värmekretsen.

Med tiden förlorar de finansiella kostnaderna, eftersom värmeenergin som används under uppvärmningssäsongen extraheras från jordens djup med minimal energiförbrukning.

Installation av ett värmeväxlare med horisontal värmeväxlare

För att säkerställa uppvärmning av huset med jordens värme är installationen av systemet nödvändigt:

  • Huvuddelen ska ligga under jord eller på botten av behållaren.
  • I själva huset är endast tillräckligt kompakt utrustning installerad och en radiator eller golvvärmekrets läggs. Utrustningen belägen inuti huset gör att du kan justera kylvätskans uppvärmningsnivå.
Hur används geotermisk utrustning i huset

Vid konstruktion av värme på grund av jordens värme är det nödvändigt att bestämma möjligheten att montera arbetskretsen och typen av kollektor.

Det finns två typer av samlare:

  1. Vertikal - nedsänkt i marken för flera tiotals meter. För att göra detta, på kort avstånd från huset, är det nödvändigt att borra ett antal brunnar. Konturen är nedsänkt i brunnarna (det mest tillförlitliga alternativet är rör av tvärbunden polyeten).

Nackdelar: Stora ekonomiska kostnader för borrning i marken av flera brunnar med ett djup på 50 meter.

Fördelar: Underjordisk placering av rör på djup där jordens temperatur är stabil, ger hög effektivitet i systemet. Dessutom upptar den vertikala samlaren ett litet område av mark.

Nackdelar: Behovet av att använda ett stort område på platsen (den största nackdelen). Denna tomt kan inte användas som en trädgård eller en grönsaksodling, eftersom systemet fungerar med kylutsläpp vid transport av kylmedel, varigenom växterna kommer att frysa.

Fördelar: Billigare jordarbeten som till och med kan göras på egen hand.

Horisontell och vertikal kollektor typ

Geotermisk energi kan produceras genom att lägga en horisontell geotermisk kontur på botten av en icke-frysande vattenkropp. Det är emellertid svårt att genomföra i praktiken: behållaren kan vara lokaliserad utanför det privata territoriet och då måste installationen av värmeväxlaren samordnas. Avståndet från den uppvärmda anläggningen till behållaren ska vara högst 100 meter.

Det är viktigt! Den omgivande kollektortemperaturen får inte falla under + 5 ° C. Vid kontakt med frysningsytan bör den övre delen av kollektorn skyddas med värmeisolering för att undvika förlust av värmeenergi.

Fördelar och nackdelar

Uppvärmning med jordenergi har ett antal fördelar:

  • Effektivitet. Jämfört med kostnaden för el till värmepumpen tillåter systemet att mottaga flera gånger mer värmeenergi.
  • Miljövänlighet. Denna typ av uppvärmning är miljöskadlig, det finns inga utsläpp till atmosfären.
  • Säkerhet. Det finns ingen anledning att använda bränsle, kemikalier etc. Det finns inget hot om explosion eller brandutrustning.
  • Minsta behov av tekniskt stöd. Ett ordentligt monterat system kan arbeta utan några ingrepp i minst 30 år.
  • Ekonomi. Under driften finns inga reparationskostnader, vilket gör det möjligt att återställa uppvärmningsinstallationen inom 5-8 år.
  • Inget behov av att styra systemet.
  • Låg ljud vid driftutrustning.
  • Utarmning av källan till termisk energi, det är inte nödvändigt att köpa och lagra energi.
Miljövänlig användning av underjordisk värmeenergi

Nackdelarna är:

  • initialt höga utrustningskostnader;
  • behovet av att utföra komplexa borrningar på platsen för montering av en vertikal kontur eller att förstöra landskapet genom att förbereda grävningar för en horisontell värmeväxlare.

I tempererade klimat har geotermiska installationer visat sig vara effektiva. I norra regionerna är denna typ av uppvärmning lämplig för småhus (upp till 200 m 2).

Efter att ha funderat på hur systemet fungerar och vilka delar det kostar, kan du bestämma möjligheten för installationen på din egen webbplats. Övervägande är uppvärmning från marken utrustad under byggnadsfasen av huset - i det här fallet är det lättare att utföra jordarbeten, eftersom planeringen av platsen och skapandet av landskapsdesign fortfarande är framåt.

Använd värme av jorden för att värma ett hem

Tillgängligheten och rationell användning av bränsle- och energiresurser betraktas idag som ett av de viktigaste globala problemen.

Med hjälp av en värmepump är det möjligt att utrusta värme- och vattenvärmesystemets arbete.

En sådan global fråga påverkar både utvecklingen av hela världsgemenskapen och bevarandet av dess livsmiljö. Dessutom, i framtiden inte att undvika en ökning av energipriserna. I nästan alla utvecklade länder i världen har de senaste decennierna ökat intresse för detta ämne. För att lösa detta problem utvecklas och förbättras ny energisparande teknik, inklusive utveckling av alternativa energikällor. Således har befolkningen ett behov av att tillämpa nya sätt att förse sina hem med uppvärmning, med hjälp av jordens värme.

Befolkningen i utlandet (Sverige, Tyskland, Österrike, Kanada, USA, etc.) har länge varit vana vid att använda värmen från jorden, vattnet eller luften till deras behov genom värmepumpar. För trettio år sedan hade bara en väldigt rik person råd att använda en värmepump för att värma sitt hem. Nu är värmepumpar det mest populära sättet att använda okonventionella och förnybara källor för värmeenergi. Förenta staterna är ledande inom användningen av värmepumpar för uppvärmning och varmvattenförsörjning av sina hushåll. I Ryssland är detta ännu inte så vanligt, men gradvis kommer populariteten att använda denna metod utan tvekan att få fart.

Värmepumpens allmänna schema.

I en relativt nära framtid (2020) prognostiserar Världs energikommittén en ökning av installationer med värmepumpar för värmeförsörjning upp till 75%. Många länder som söker en uppenbar fördel av införandet av värmepumpar uppmuntrar sina medborgare i form av olika fördelar och subventioner för att organisera ett sådant uppvärmningssystem. Ukrainas regering är mycket intresserad av den här riktningen och har satt upp uppgiften att öka värmeproduktionen med 100 gånger före 2030 och introducera den senaste tekniken för alternativ energiförsörjning.

Hur fungerar det?

Källan till lågkvalitativ termisk energi kan vara både grundvatten med låg temperatur, luft och lager av jord upp till 400 meter djup. Huvudbildningen av jordens termiska reglering beror på den hända solstrålningen från utsidan och flödet av radiogena värmeböljor från insidan. En mer stabil temperatur på marklagren noteras vid ett djup av mer än 20 meter, eftersom säsongs- och dagstemperaturfluktuationer inte påverkar här. Vid detta djup observeras en positiv temperatur på ca 10 grader året runt.

Värme från jorden - återhämtningsbar resurs. Värmepumpen tar exakt så mycket värme som jorden kan reproducera. Således fungerar alla värmepumpar på principen om "kylskåp vice versa", som för första gången föreslås av den fortfarande geniala fysikern i sin tid, William Thomson (Storbritannien). En sådan pump med fullständigt förtroende kan övervinna och ersätta alla befintliga värmepannor (flytande eller gasbränsle eller elkraft).

Schemat för driften av värmepumpstypen "jordvatten".

Pumptyperna är olika (till exempel med en horisontell eller vertikal markvärmeväxlare). Låt oss prata om vertikal typ av pumpar.

En brunn borras på 100 meters djup för att göra det möjligt att ta värme från marken. En värmepump använder en speciell sond där en speciell vätska (saltlösning) cirkuleras, vilket tar värme från marken. Det gör det möjligt att omvandla och rikta värme till värme- och varmvattenförsörjningssystemet och höja temperaturen till + 65 ° C vid utloppet. El används endast när enheterna arbetar. Det enda drivelementet i en värmepump är en kompressor med en genomsnittlig livslängd på ca 15 år. Även med dess byte kan en sådan uppvärmningsinstallation vara i många årtionden.

Så, från en förbrukad kW el kommer ut 4 kW omvandlad termisk energi, vilket motsvarar effektivitetsförhållandet för en värmepump som är lika med 1: 4. I praktiken är det verifierat att en sådan installation lönar sig på cirka 5 uppvärmningssäsonger. Men det bör komma ihåg att om du väljer en liknande variant av uppvärmning av ditt hem, ska organisationen av denna uppgift planeras för den ursprungliga konstruktionscykeln, eftersom installationen av en värmepump kräver stora mängder jordarbeten.

Fördelar med att installera en värmepump

  1. Ekonomi. Värmepumpar har hög effektivitet (upp till högst 700%) med låg energiförbrukning, vilket är goda nyheter. Dessutom eliminerar sådana installationer behovet av extra kontantutgifter vid inköp, transport av bränsle och frigör också det utrymme som krävs för sin placering.
  2. Säkerhet. Dessa installationer är inte förknippade med användning av brännbara och explosiva material även vid hög effekt. Brandbeständig och explosionssäker.
  3. Funktionalitet. Värmepumpar används framgångsrikt för uppvärmning, varmvattenförsörjning och luftkonditionering i rummet.
  4. Miljövänlighet. Denna utrustning för att producera värme använder inget bränsle, och brinner därför inte någonting, vilket har en positiv inverkan på miljön. Skadliga utsläpp (CO, CO2, SO2, etc.) värmeinstallation avger inte.
  5. Hållbarhet och tillförlitlighet.
  6. Automatiskt driftläge. Behöver inte speciella villkor i drift. Det är nog att kontrollera de tekniska parametrarna vid början av uppvärmningssäsongen och genomföra periodisk drift.

När man väljer en värmepump bör man komma ihåg att en kraftfull enhet kommer att betala längre, medan en svag man inte kommer att kunna uppnå önskade resultat och öka strömförbrukningen. Det är bättre att välja "mitten", vilket gör att du kan kombinera alla nödvändiga fördelar.

Hur man använder värmen på jorden i ett landrit för att värma ett privat hus

I den moderna världen drömmer nästan alla ägare av ett privat hus om att göra sitt hem riktigt bekvämt under en årstid: på sommaren var byggnaden lite cool, men på vintern var det varmt.

Idag finns det en stor mängd bränslen för uppvärmning av bostäder - det här är trä, el, torv, gas och kol, samt geotermisk uppvärmning av ett lanthus.

Det bör noteras att utrustning som kan fungera på gas, kol, torv och annat brännbart material inte kan klassificeras som säkert för miljön. Skadorna från sådana typer av uppvärmning är uppenbara.

Dessutom ökar kostnaden för bränsle ständigt. Idag vill många konsumenter använda värme från marken för att värma ett privat hus.

Modern uppvärmning

Fördelarna med geotermisk uppvärmning är ekonomi, miljövänlighet, renlighet och säkerhet.

Användare är säkra på att gasuppvärmning av ett privathus är det bästa alternativet, men du bör uppmärksamma några mycket negativa egenskaper. Nackdelarna med ett sådant uppvärmningssystem är "uppenbara".

Det är i princip omöjligt att upprätta en sådan uppvärmning om en gasledning inte har anslutits till huset eller stugan. Installation av själva gasinstallationen kräver nästan konstant underhåll och strikt genomförande av alla säkerhetsstandarder.

Ägarna måste också ha särskilda tillstånd för denna typ av rumsuppvärmning.

Den bästa lösningen på problemet med att uppvärma ett hus eller bara en privat stuga är geotermisk uppvärmning.

Nästan dagligen växer antalet användare som är övertygade om effektiviteten av detta system och nu använder det, mycket snabbt.

Uppvärmning av denna typ har ett stort antal fördelar. En av de viktigaste fördelarna är det här värmesystemets ekonomi, dess miljövänlighet, renhet och säkerhet.

Hur man värmer ett lanthus med hjälp av naturen?

Under de senaste åren har vissa konsumenter börjat värma sina hem med värmen på jorden. Idag är många intresserade av en sådan fråga: "Vad är en geotermisk installation?".

Utformningen och driften av det här systemet är ganska komplicerat för uppfattning och förståelse, för större klarhet är det därför värt att ge ett exempel.

Geotermisk värmesystem fungerar på vissa sätt på principen om ett kylskåp, bara vice versa. Frysens roll i detta system spelas av förångaren, vilket är mycket djupt underjordiskt.

I form av en kopparspole tillverkas en kondensor, vilken används för att bringa luft eller vatten till önskad temperatur. Det är värt att notera att förångarens temperatur, som ligger under jord, är signifikant lägre än över ytan själv.

Tillverkare av sådana värmesystem förklarar djärvt att temperaturen varierar i ett område som 5-8 grader Celsius. Idag är uppvärmning från marken en beprövad övning som blir alltmer populär i olika delar av landet.

Tack vare användningen av pålitliga och hållbara kompressorer, liksom andra innovativa kylsystemstekniker, blev det möjligt att skapa ovanliga och unika metoder för att erhålla "lågkvalitativ värme" som kan omvandlas till "högkvalitativ värme" på jordens yta och därefter användas i geotermisk uppvärmning av ett lanthus.

Effektiviteten hos ett sådant värmesystem har bevisats av experter, så det finns all anledning att starta industriproduktionen av huvuddelen av denna metod för uppvärmning av rumsvärmepumpar.

Principen för driften av geotermiska system

Funktionsprincipen för värmepumpen. Klicka för att förstora.

Uppvärmning på grund av jordens värme - det här är inte längre en myt utan en vanlig praxis.

Geotermiska värmesystem kan fungera enligt principen om fysisk överföring av termisk energi från omgivningen till kylmediet.

En liknande process observeras i arbetet hos ett konventionellt kylskåp.

Mer än 75% av den totala värme som kan genereras när ett system som utför uppvärmning av ett hus med jordens värme arbetar är energi från miljön.

I framtiden ackumuleras det och går sedan in i vardagsrum och andra rum i stugan eller huset.

Experter uppmärksammar det faktum att det är denna typ av energi som har en fantastisk förmåga att läka sig själv, därför orsakar geotermisk värmesystem absolut ingen skada eller skador på miljön eller den ekologiska balansen mellan miljön och vår planet.

Värmesystemet har en viktig fördel - det är helt säkert att använda.

Utrustning som inte tar mycket plats.

Uppvärmningen av ett privat hus med värmen på jorden har nyligen introducerats aktivt. Den främsta orsaken till uppkomsten av sådana värmesystem för privathem, experter kallar energikriser, som ofta uppträdde på 70-talet av 20-talet.

Först betraktades uppvärmning med jordens energi som en lyx, varför endast de rikaste och elitfamiljerna kunde ha råd med ett helt nyskapande hemvärmesystem.

På grund av den aktiva utvecklingen av vetenskap, teknik och framväxten av helt ny teknik blev geotermiska värmesystem alltmer utbredd och kostnaden för installation och underhåll minskade.

Värmepumpen tar upp mycket lite utrymme i ditt hem. Klicka för att förstora.

Idag kan en liten familj, även med måttliga medel, ha råd att installera ett värmesystem för ett hus utan att störa sin familjebudget på allvar. Modern geotermisk utrustning förbättras kvalitativt och moderniseras.

Förbättringen av systemen fortsätter till denna dag, eftersom skapandet av nya enheter leder till en minskning av energiförbrukningen och större besparingar.

På en kvalitativt ny nivå fungerar sådana värmesystem, för ett nytt och ovanligt bränsle, såsom markenergi, används för luftkonditionering och för uppvärmning av ett privathus.

Uppvärmning av ett privat hus med värmen på jorden är populärt i alla hörn av planeten.

Det är trots allt den här energin som kan skapa mysiga, bekväma och optimala förutsättningar för varje persons liv, förorenar inte miljön med skadliga och negativa ämnen, som det sker vid förbränning av torv, kol eller gas.

Geotermisk uppvärmning kan enkelt fungera utan förbränningsprocesser, så ägarna behöver inte oroa sig för brand och explosion av systemet, det är helt säkert att använda.

Fördelar med geotermisk uppvärmning

Förutom alla ovanstående fördelar är en annan viktig fördel bristen på behovet av att köpa ytterligare skorstenar eller huvar som eventuellt kan användas för smidig drift av andra typer av värmesystem.

Geotermisk värmesystem är praktiskt eftersom det inte avger skadliga rök, lukt och andra saker, det är också värt att notera bristen på brus. Utrustningen är kompakt, det vill säga sparar utrymme.

Uppvärmning från marken är också praktisk genom att dess utrustning är osynlig för människor, till skillnad från flytande bränsle och bränslevärmesystem. Integriteten hos fasaden och inredningen i stugan eller ett hus kommer inte att påverkas.

Jämförande egenskaper hos olika värmesystem. Klicka för att förstora.

Dessutom är det inte nödvändigt att spendera tid på problem som förvärv, lagring och leverans av bränsle, eftersom experter tror att planetens energi är outtömlig.

Ett annat mycket anmärkningsvärt faktum är den överraskande möjligheten att en geotermisk pump värmer rummen under vintern och i sommarvärmen, återigen med en pump för att kyla huset.

Ja, användningen av värme som erhålls från marken för uppvärmning av ett privat hus eller en stuguthyrning kräver stora kostnader. Så det kostar flera gånger dyrare än gas eller dieselutrustning.

Men det måste komma ihåg att ett sådant system förbrukar betydligt mindre energi, så om du räknar med den långsiktiga användningen, kommer ett sådant system att betala för sig själv.

Perspektivet och den ekonomiska möjligheten att använda enbart sådan utrustning blir alltmer uppenbart idag.

Rymdbesparing vid installation av värmepumpar

Idag finns det tre sätt att spara utrymme vid installation av värmepumpar:

  1. termisk grundvattenutnyttjande
  2. drift av underjordiska paraplyer;
  3. läggande av speciella paraplyer i ett horisontellt läge, vilket kommer att ligga under nivån på vinterns isbildning vid botten av behållaren.

Använd värme av jorden för att värma ett hem

Tillgängligheten och rationell användning av bränsle- och energiresurser betraktas idag som ett av de viktigaste globala problemen.

Med hjälp av en värmepump är det möjligt att utrusta värme- och vattenvärmesystemets arbete.

En sådan global fråga påverkar både utvecklingen av hela världsgemenskapen och bevarandet av dess livsmiljö. Dessutom, i framtiden inte att undvika en ökning av energipriserna. I nästan alla utvecklade länder i världen har de senaste decennierna ökat intresse för detta ämne. För att lösa detta problem utvecklas och förbättras ny energisparande teknik, inklusive utveckling av alternativa energikällor. Således har befolkningen ett behov av att tillämpa nya sätt att förse sina hem med uppvärmning, med hjälp av jordens värme.

Befolkningen i utlandet (Sverige, Tyskland, Österrike, Kanada, USA, etc.) har länge varit vana vid att använda värmen från jorden, vattnet eller luften till deras behov genom värmepumpar. För trettio år sedan hade bara en väldigt rik person råd att använda en värmepump för att värma sitt hem. Nu är värmepumpar det mest populära sättet att använda okonventionella och förnybara källor för värmeenergi. Förenta staterna är ledande inom användningen av värmepumpar för uppvärmning och varmvattenförsörjning av sina hushåll. I Ryssland är detta ännu inte så vanligt, men gradvis kommer populariteten att använda denna metod utan tvekan att få fart.

Värmepumpens allmänna schema.

I en relativt nära framtid (2020) prognostiserar Världs energikommittén en ökning av installationer med värmepumpar för värmeförsörjning upp till 75%. Många länder som söker en uppenbar fördel av införandet av värmepumpar uppmuntrar sina medborgare i form av olika fördelar och subventioner för att organisera ett sådant uppvärmningssystem. Ukrainas regering är mycket intresserad av den här riktningen och har satt upp uppgiften att öka värmeproduktionen med 100 gånger före 2030 och introducera den senaste tekniken för alternativ energiförsörjning.

Hur fungerar det?

Källan till lågkvalitativ termisk energi kan vara både grundvatten med låg temperatur, luft och lager av jord upp till 400 meter djup. Huvudbildningen av jordens termiska reglering beror på den hända solstrålningen från utsidan och flödet av radiogena värmeböljor från insidan. En mer stabil temperatur på marklagren noteras vid ett djup av mer än 20 meter, eftersom säsongs- och dagstemperaturfluktuationer inte påverkar här. Vid detta djup observeras en positiv temperatur på ca 10 grader året runt.

Värme från jorden - återhämtningsbar resurs. Värmepumpen tar exakt så mycket värme som jorden kan reproducera. Således fungerar alla värmepumpar på principen om "kylskåp vice versa", som för första gången föreslås av den fortfarande geniala fysikern i sin tid, William Thomson (Storbritannien). En sådan pump med fullständigt förtroende kan övervinna och ersätta alla befintliga värmepannor (flytande eller gasbränsle eller elkraft).

Schemat för driften av värmepumpstypen "jordvatten".

Pumptyperna är olika (till exempel med en horisontell eller vertikal markvärmeväxlare). Låt oss prata om vertikal typ av pumpar.

En brunn borras på 100 meters djup för att göra det möjligt att ta värme från marken. En värmepump använder en speciell sond där en speciell vätska (saltlösning) cirkuleras, vilket tar värme från marken. Det gör det möjligt att omvandla och rikta värme till värme- och varmvattenförsörjningssystemet och höja temperaturen till + 65 ° C vid utloppet. El används endast när enheterna arbetar. Det enda drivelementet i en värmepump är en kompressor med en genomsnittlig livslängd på ca 15 år. Även med dess byte kan en sådan uppvärmningsinstallation vara i många årtionden.

Så, från en förbrukad kW el kommer ut 4 kW omvandlad termisk energi, vilket motsvarar effektivitetsförhållandet för en värmepump som är lika med 1: 4. I praktiken är det verifierat att en sådan installation lönar sig på cirka 5 uppvärmningssäsonger. Men det bör komma ihåg att om du väljer en liknande variant av uppvärmning av ditt hem, ska organisationen av denna uppgift planeras för den ursprungliga konstruktionscykeln, eftersom installationen av en värmepump kräver stora mängder jordarbeten.

Fördelar med att installera en värmepump

  1. Ekonomi. Värmepumpar har hög effektivitet (upp till högst 700%) med låg energiförbrukning, vilket är goda nyheter. Dessutom eliminerar sådana installationer behovet av extra kontantutgifter vid inköp, transport av bränsle och frigör också det utrymme som krävs för sin placering.
  2. Säkerhet. Dessa installationer är inte förknippade med användning av brännbara och explosiva material även vid hög effekt. Brandbeständig och explosionssäker.
  3. Funktionalitet. Värmepumpar används framgångsrikt för uppvärmning, varmvattenförsörjning och luftkonditionering i rummet.
  4. Miljövänlighet. Denna utrustning för att producera värme använder inget bränsle, och brinner därför inte någonting, vilket har en positiv inverkan på miljön. Skadliga utsläpp (CO, CO2, SO2, etc.) värmeinstallation avger inte.
  5. Hållbarhet och tillförlitlighet.
  6. Automatiskt driftläge. Behöver inte speciella villkor i drift. Det är nog att kontrollera de tekniska parametrarna vid början av uppvärmningssäsongen och genomföra periodisk drift.

När man väljer en värmepump bör man komma ihåg att en kraftfull enhet kommer att betala längre, medan en svag man inte kommer att kunna uppnå önskade resultat och öka strömförbrukningen. Det är bättre att välja "mitten", vilket gör att du kan kombinera alla nödvändiga fördelar.

Hur man använder värmen på jorden för att värma ett hus

Det måste erkännas att den genomsnittliga mannen på gatan hade lite tänkt på uttömningen av jordens inre, förorening av atmosfären och miljön som helhet från förbränning av kolväten. Och först nu började folk på allvar att uppmärksamma miljövänliga och förnybara energikällor, eftersom kostnaden för kolvätebränsle började växa stadigt. Ett sätt att använda sådana outtömliga källor är att värma huset med jordens värme. Information om hur det fungerar och hur det implementeras, hittar du i den här artikeln.

Hur fungerar det?

Det är ett välkänt faktum att jordens temperatur på ett djup av ca 1,5 m och mer är konstant under hela året. Värdet ligger i intervallet plus 5-7 ° C, och temperaturen ökar gradvis med ökande djup. På grund av detta fenomen lagrar man mat och grönsaker från trädgården i källaren.

Det visar sig att temperaturen alltid är positiv och det är en synd att inte använda denna värme från jorden för att värma en bostad.

De flesta människor lockas av det faktum att jordens värmeenergi är fri. Men att extrahera det och skicka det till huset kommer att kosta en snygg summa, som vi kommer att diskutera senare.

Det är absolut meningslöst att flytta så svag värme som +7 ° С till lokalerna. Uppgiften är inte så: vi behöver bara energi, inte temperatur. Och detta kan hjälpa vanliga luftkonditionering, bara vänd upp och ner. Vad gör han? På sommaren tar det energi från insidan av byggnaden och flyttar den ute, och på vintern - i motsatt riktning. Detta beror på värmeväxlingsprocesser inuti kylaren (Carnot-cykeln).

Kortfattat och enkelt, inuti luftkonditioneringen cirkulerar ett vätskekylmedel mellan de två värmeväxlarna. I det första förångas det, tar värme från rummet i luften och i det andra kondenserar det och ger det till miljön. Överföringen av kylmediet från ett aggregat till ett aggregat underlättas av 2 huvudenheter - en kompressor och en expansionsventil.

På samma sätt släpps jordens värmeenergi. Längs rörets kontur, placerad djupt i marken, flyttas kylvätskan till en temperatur av +7 ° C. I den första värmeväxlaren möter den med arbetsvätska, freon, vilket tvingar den att förångas. I det andra komprimeras Freon, överföring av den mottagna termiska energin till värmesystemet.

Som en följd av denna rörelse kyls jorden av 2-3 ° C, medan huset värms upp med 20-40 ° C. Du bör inte vara uppmärksam på temperaturens inkonsistens, eftersom jordkretsen cirkulerar också 10 gånger mer vätska än i uppvärmningen. Energikostnaderna är milda, el förbrukas för att driva kompressorn, pumpen och automationen. I allmänhet är förhållandet mellan energikostnaderna och de som extraheras från jorden ungefär 1: 5-1: 7.

Installationen, som ger användning av markenergi för uppvärmning, har sitt eget namn - en geotermisk värmepump.

Typ av installationer för val av värmeland

Värmepumpens interna arrangemang, kortfattat beskrivet ovan, förblir oförändrat i vilket fall som helst. Men utformningen av den yttre konturen som extraherar energi från jorden, det finns 2 typer:

  • horisontellt: ett polymerrör läggs i en grop med en beräknad storlek och ett djup på 1,5-2 m med en viss tonhöjd;
  • vertikalt: konturrören faller ner i djupa brunnar. Deras nummer bestäms också av beräkningen.

Det är bekvämt att gräva en grop på byggnadsstadiet av ett privat hus, detta görs rätt på den plats där det är planerat att bygga upp byggnaden. Den horisontella konturen kan också ordnas om det finns en tillräckligt stor tomt nära huset. När det inte finns något sådant område och det finns mycket lite utrymme, samlas jordens energi av geotermiska prober från djupa brunnar. De måste göras på flera ställen.

Rörens ändar från en eller flera externa kretsar läggs till huset under jord och går in i källardelen av byggnaden, där de är fästa vid själva värmepumpen. Kylmediet som strömmar i de underjordiska spolarna tjänar vanligtvis som vatten eller icke-frysande vätska, beroende på byggnadsregionen.

Effektiviteten att få energi från jordens vertikala konturer överstiger horisontellt, så ofta passerar vatten, vilket förbättrar värmeväljningen. De håller förrang och på bekostnad av installationen, speciellt om borrning av brunnar sker under svåra förhållanden.

Fördelar och nackdelar

Den värmeenergi som extraheras från jorden, som vi redan har funnit, är praktiskt taget värdelös och detta är det viktigaste pluset. Men det finns andra:

  • värmekälla - förnybar, med andra ord - outtömlig;
  • Miljövänlighet och säkerhet för termisk installation är oöverträffade.
  • god energiproduktion till låg kostnad;
  • ingen installation eller anslutningstillstånd krävs
  • en hög grad av automatisering och därmed komfort;
  • sällsynt vård;
  • låg grad av brandrisk.

Det finns en ytterligare viktig fördel med det geotermiska systemet. Eftersom jordens temperatur på djupet förblir oförändrat året runt, upphör pumpen att vara termisk, och blir kylning. Enheten växlar till sommarläge, kylmediet rör sig i andra riktningen och värmeväxlarna byts ut funktionellt. Om det privata huset är utrustat med luftvärmeaggregat - fläktaggregat, levererar systemet dem med kallt vatten, från vilken luften i rummen kyls.

Nackdelen med solsystemen är bara en, men så signifikant att den ofta förnekar alla fördelar. Som du kan gissa är det kostnaden för utrustning och installationsarbete. Alla kommer att förstå att grävningsborrningar och borrhål kommer att kosta en ganska öre, du kan inte göra den här typen av arbete själv. Rör omkring en kilometer i längd, installationen själv, automation, - allt detta kommer att kosta en snygg summa. Därför är användningen av jordens värme fortfarande tillgänglig för mycket få personer.

slutsats

Det är uppenbart att användningen av jordens värmeenergi för uppvärmning av ett hus har långsiktiga utsikter. Det är i Europa, sådana system har blivit vanliga, våra medborgares inkomster har ännu inte nått den nivå som krävs. Men bakom värmepumparna - framtiden är det inte heller tveksamt.

Uppvärmning av huset med värmen på jorden

Publiceringsdatum: 30 januari 2014

Vi känner värmen på jorden med fötterna...

... Även om det i sanning är nödvändigt - huvudet. Just nu kom dikter ut. Men hur skulle det kunna vara annorlunda om mänskligheten rakade ut de sista kornkorgarna i naturen, tuggande tänker på konsekvenserna. Det är inte bara dikter du ska prata! Fastnat på gas, kol, olja, när det gäller energikällor. Det är dags att radikalt förändra tänkandet, åtminstone på hushållsnivå, och se noggrant på vad som står under våra fötter och om det kan användas med en känsla av ivriga ägare.

Ta till exempel hemuppvärmning med jordens värme, snarare än de traditionella produkterna som anges ovan. Det visar sig att det inte bara är möjligt, men nödvändigt.

Uppvärmning av husen med värmen på jorden är inte en saga, det är en ganska gammal dröm om mänskligheten. Ganska starkt försvar mot barbarisk plundring av naturresurser, ett heltäckande alternativ till traditionella värmesystem.

Västeuropeiska länder, fattiga i mineralresurser, tvingades för oss att tänka på alternativa värmekällor, inte bara för deras hem, utan för industribyggnader. Behöver du exempel på att använda värmen på jorden? "Jag har dem för dig", som de säger, Odessans.

  • Förenta staterna producerar mer än en miljon värmepumpar (HP) varje år.
  • Japan producerar årligen upp till 3 miljoner
  • Sverige ger en bra hälft av värmen med värmepumpar. Värmekällan är Östersjön, vars genomsnittliga årstemperatur är plus åtta;
  • I Schweiz är denna situation: för vardera två kvadratkilometer finns en värmepump (T);
  • Enligt beräkningarna av forskare kommer världsandelen TN att vara 75 procent år 2020.

Mot fakta, som de säger, kommer du inte att trampa. Faktum är att Ryssland är mycket försiktigt påbörjat införandet av geotermisk uppvärmning, något med hjälp av värmen från jorden för att värma sina hem. Finns det mycket olja? Är gasen full? Kol i hundratals år är nog? Och då, då, när alla naturresurser löper ut?

Några obesvarade frågor. Men det finns en lösning - det är nödvändigt att använda alternativa källor till uppvärmning åtminstone på hushållsnivå - värma ditt eget hus. Jordens värme ligger under våra fötter, och det skulle vara trevligt att känna det också med ditt huvud.

Samtal vid huvudentrén

En av misstag hörde konversation av en värmeingenjör med en inkompetent kund.

- "Jag beställde en värmepump för huset, men jag vet inte riktigt vilket slags djur det är?"

- "En konventionell luftkonditionering, eller ett kylskåp med reversibel kapacitet: värmer rummet på vintern, kyler det på sommaren."

- "Jag undrar hur det här händer?"

- "Värmepumpen överför värme från marken, vattenkroppen eller från utsidan, ger den till värmesystemet i byggnaden."

"Men jorden på ett djup av 2-3 meter värmer inte upp över 7 grader. Är det möjligt att ge radiatorvärme vid en sådan temperatur? "

- "Du kan. Kom ihåg kylskåpets arbete: det finns frost i kammaren och grillen på baksidan av enheten är varm. Värmepumpen är samma kylskåp, endast "gallret" placeras inuti huset (värmningsradiatorer), resten sänks ner i marken eller till botten av behållaren. Gilla, ett kylskåp "inuti."

- "Var kommer varmen från?"

- "Jag ska berätta för dig (se bild). Jag börjar med enheten i hela systemet. Dessa inkluderar:

  • värmeväxlare (överför jordens värme till inre konturen);
  • gaskompressionsanordning;
  • värmeväxlare (överför värme till värmesystemet);
  • en kväv som sänker trycket
  • rörledning som leder arbetsvätskan till marken och baksidan.

Ett polyetenrör av liten diameter, U-formad, används, vilken ned i brunnen till ett djup av 60-100 meter. Röret är fyllt med icke-frysvätska, som returneras med en temperatur av 7 grader (jordens värme).

Vätska överför denna värme till en annan kontur av röret där användningen av flytande freon praktiseras. Vid en temperatur av 3 grader kan det koka och omvandlas till gas, vilket han gör när man överför värme från jorden till honom.

Sedan går gasen till kompressorn, komprimerad, på grund av vilken den värms upp kraftigt till 75 grader och temperaturen levereras till den tredje kretsen - värmen en. Så radiatorer värmer upp till nästan 60 grader, nära vilket du inte fryser. "

- "Nu förstår jag var det är varmt från. Och den sista frågan: Vilka fördelar kommer jag att ha genom att installera systemet i ett lanthus? "

- "Bra fråga, förväntat. Du kommer att glömma problemet med värme på vintern, om husets svalhet på sommaren i minst 50 år. Med snabb service - alla 70. Värme och kyla får nästan kostnadsfritt. "

- "Vad betyder det -" nästan "?"

- "Det är nödvändigt att bara betala en liten summa för el, med hjälp av vilken pumpen själv tas i bruk. På grund av detta erhålls en månadsbesparing av tiofaldig. Efter högst 7 år kompenseras alla kostnader som uppstår vid installationen, värmen blir gratis. "

- "Stor. Jag håller med om att ingå ett avtal om installation av en geotermisk pump. Nu vet jag att uppvärmning av huset i goda händer. Tack! "

Utvinning och användning av jordens värme Text av en vetenskaplig artikel om specialiteten "Geologi"

Relaterade ämnen för vetenskapliga verk på geologi, författare till vetenskapligt arbete - Dyadkin Yu.D.,

Text av det vetenskapliga arbetet om ämnet "Utvinning och användning av jordens värme"

EXTRAKTION OCH ANVÄNDNING AV VARJE AV JORDEN

Dyadkin Yury Dmitrievich, professor, doktor i teknisk vetenskap S-PbGI (TU)

1. Grundläggande begrepp och begrepp.

Vid mastering av jordens värme är det inte mineralkomponenterna i underjorden som bryts, men deras potentiella energi som erhålls från naturliga eller konstgjorda jordvärmebärare extraheras till jordens yta. Den första omfattar flöden av naturlig ånga (upp till 250-350 ° C), termiskt vatten (45-150 ° C), heta bröder (upp till 200-300 ° C), olje- och gasblandningar från djupa avlagringar som upptas genom brunnarna, och de senare injiceras från ytan, vattenflöden och vätskor med låg kokpunkt (koldioxid, freoner etc.) uppvärmd i filtreringsvärmeväxling med fasta heta stenar eller smältämnen (lava sjöar, vulkaniska foci). Mobiliseringen av arbetsmedel och produktionsvätskor, användningen av brunnar för att öppna naturreservat (högpermeabla porösa formationer eller zoner av frakturerad stenar med höga temperaturer) eller spricksystem som har den nödvändiga värmeväxlingsytan och anslutningsbrunnar i ett lågt permeabelt varmt uppsättning av artificiella geotermiska reservoarer gör att vi kan identifiera Problemet med geotermisk energiutveckling till väl geotekniska uppgifter eller dess speciella sektion geotermiskt th-tekniken.

Jordens värme eller den totala värmeinnehållet på vår planet är inte svårt att uppskatta med tanke på det relativt tillförlitliga värdet av dess massa och den genomsnittliga temperaturen som kan tas vid 4500 ° C i mitten av den inre kärnan (den allmänt erkända prognosen för vår enastående geotermist E.A. Lyubimova [10]). Uppskattningen av D.White (USA) är känd, vilken i bränsleekvivalent uttrycks av ett gigantiskt värde av 1,1 '109 biljoner. tce Om åtminstone ungefär hänsyn tas till beroendet av det jordbaserade ämnets värmekapacitet på tryck och temperatur, bör denna uppskattning sänkas med ungefär halva 4,5 '108 biljoner. t.w. [4, 5]. Men med vårt ändringsförslag kan den totala potentialen för geotermisk energi betraktas som praktiskt taget outtömlig. För tydligheten jämför vi de geotermiska "möjligheterna" med solen: solen kommer att behöva ungefär 42 miljoner år för att "ge" jorden den mängd energi som den redan har [4, 5].

Samtidigt är den totala effekten av den interna värmeproduktionen för närvarande uppskattad genom det integrerade värmeflödet till jordytan vid Qt = 32 TW [10], hundratals gånger mindre än den absorberade solstrålningen [6, 10]. Djupet av det djupa värmeflödet nära ytan är medeltalet qt = 58 mW / m2 och i områden med aktiv vulkanism når 200-300 mW / m2.

Å andra sidan överstiger den inre kapaciteten hos den inre värmegenerationen, som tidigare, jordens kosmiska värmeförluster, dess massa har en positiv värmebalans, det fortsätter att värmas upp. Det innebär att användningen och omvandlingen av en viss fraktion av geotermisk energi (skillnaden Qt - Qot ackumuleras i djupet under jordens existens) inte i princip kan skada vår planetens termiska hälsa.

Det är också nödvändigt att bedöma den lokala miljöfarliga risken - möjligheten till lokal kylning av klimatet i de områden där jordens värme extraheras. På 80-talet. I Problemlaboratoriet för bergvärmefysik (PNIL GTP) S-PBGGI genomfördes en simulering av processen att störa temperaturfältet efter teknologisk kylning av en bergvolym om 0,25 km3 vid АТ = 100 ° С på ett djup av 3 km. Det fastställdes att efter det att ett sådant geotermiskt system upphört, kommer temperaturstörningszonen att expandera i alla riktningar med en minskning av AT och efter 13 tusen år kommer minskningen av temperaturen hos det neutrala skiktet över denna sektion att nå ett maximalt värde av AT = 0,1 ° C. Eftersom en sådan störning är en storleksordning

mindre naturliga temperaturfluktuationer med klimatförändringarna över jämförbara perioder, drogs slutsatsen att det inte finns några lokala miljöhinder av detta slag [6,

Ledande värmeflöde från underjorden genom värmeledningsförmågan hos Xt-bergarterna bestämmer höjningsgraden i deras temperatur med djup eller geotermisk gradient:

där n är den reducerade kostnaden för 1 J värme från bränslepannahuset med en kapacitet på 200 GJ / h och Fri är den reducerade kostnaden för en enhet av standard (T = 100 ° C) värmeenergi från det geotermiska cirkulationssystemet (GCC) av värmeåtervinning från heta stenar med skapandet av konstgjorda samlare med samma prestanda och livslängd på 20 år. Det är uppenbart att geotermiska energiresurser av heta bergarter som är utbredd vid ett djup av Ht uppskattas med hjälp av denna metodik, och om det på detta djup i vissa områden finns enklare återvinningsbara naturvärmebärare, beräknas den obeskattade minskningen av beräknade n till uppskattningens ekonomiska säkerhetsmarginal samt dubbla riskförhållande i tillståndet (3). Den uppskattade återhämtningsgraden av de petrogeotermiska resurserna hos de valda områdena är motiverad med en viss marginal av ^ = 0,125. Enligt denna metod identifierades de geotermiska resurserna i Sovjetunionen vid 30 trln.t.u. (vid K> 1 till 64 biljoner ton ekvivalent gas) identifieras de mest lovande utvecklingsområdena: Nordkaukasien, Västra Sibirien, Ukraina, Centralasien, Kazakstan, Baltikum, nordöstra osv., cirka 25% av landets territorium [ 3, 5].

Utvecklingen av dessa metodologiska principer gjorde det möjligt att genomföra geologisk och ekonomisk bedömning av geotermiska resurser för Rysslands territorium separat - för uppvärmningsförhållanden med ett sätt att använda en värmebärare från 90 till 40 ° C och för varmvattenanläggningar med ett läge på 70/20 ° C [3]. Förutsatta tekniskt tillgängliga geotermiska resurser i kategori D2 för en reglering av 70/20 ° C vid djup på upp till 6 km fördelas nästan hela (95%) av Rysslands territorium, och deras ekonomiskt genomförbara del (kategori D1) täcker 88% av landet. De ekonomiskt fördelaktiga geotermiska uppvärmningsresurserna (90/40 ° С) är cirka 16,5 biljoner. ton standardbränsle, det vill säga 2-3 gånger högre än kolväteresurser och upptar mer än hälften av Rysslands totala yta (tabell 1).

Prognosresurser för geotermisk värmeförsörjning i Ryssland, biljoner. tu.t. [3].

Regioner Tekniskt Prisvärd ^ Kostnadseffektiv, D1

Norr 3,7 1,1 3,4 0,95

Nordväst 0,9 0,2 0,6 0,1

Central Black Earth 5,7 1,3 4,8 0,07

Volgo-Vyatskiy 0,54 - 0,37 -

Volga 2,7 1,49 2,1 1,37

Regioner Tekniskt Prisvärd ^ Kostnadseffektiv, D1

Norr 3,7 1,1 3,4 0,95

Nordkaukasien 1,86 1,35 1,6 0,97

Ural 1,2 0,36 0,6 0,18

Västsibiriska 9,8 7,4 8,2 3,8

East Siberian 7.9 5.4 5.1 1.86

Fjärran Östern 21.1 11.9 16.8 6.15

Kaliningradregionen - - 0,1 0,09

TOTALT I RYSSLAND 56,6 30,5 44,64 16,44

En stor andel av dessa resurser och framtida områden ligger på områdena för naturreservatfördelning, djupet av förekomsten, temperaturen, tjockleken och permeabiliteten som gör det möjligt att använda dem som naturliga samlare av geotermiska cirkulationssystem. Det totala arealet av sådana naturreservat är cirka 7,3 miljoner km2 eller 42,7% av Rysslands territorium. Resurspotentialen hos reservoarer uppskattas till 20,7 biljoner. tce [3], som är ca 1,2% av den geotermiska potentialen (värmeinnehåll) av den tillgängliga delen av landets mineralresurser. Observera att geotermiska resurser endast omfattar en bråkdel av värmeinnehållet i porösa formationer som ingår i vätskor som mättar dem. Om vi ​​tar lagrets genomsnittliga porositet vid 10% och skelettens densitet - vid 2700 kg / m3 kommer den nämnda andelen inte att vara mer än 0,18. Följaktligen står den hydrotermiska energin för 0,18-1,2 = 0,22% av Rysslands geotermiska potential (cirka 5 gånger mindre än medelvärdet för MIREK-80 (1,4 av 137 biljoner ton bränsleekvivalenter).

3. Termisk teknik och användning av geotermiska vätskor.

Begreppet användning av geotermiska vätskor tillhör den djupa antiken. I stenåldern var lokaliseringen av antika människor i många fall belägna nära geotermiska källor. Deras användning för matlagning och medicinska ändamål i bronsåldern bekräftas av arkeologiska dokument. Delphic Oracles ära byggdes på observation av de gamla grekerna: En tjej som dansar på en gejsare började ropa oraklar innan en annan gejser exploderar "bekräftar" sin sanning (varje gejser har sitt eget konstanta intervall mellan utbrott). Forntida etrusker i UE-talet f.Kr. e. De kunde extrahera borsyra för tillverkning av läder från Toscanas ånghydro-term, med användning av deras energi för att indunsta den mineraliserade vätskan. Denna erfarenhet beskrevs av Tit Lucretius (1: a århundradet) i hans avhandling om saken. Romerska patricians tog helande bad och vilade i naturliga geotermiska pooler. De populära romerska baden - "Karakolla villkor" i form av akutvinklade huvudstäder över varma källor finns i Neapel, i Sofia och i Tbilisi. Avskogning vid apenninerna har lett till byggandet av de första geotermiska värmesystemen för bostäder. Francesco Larderel, en bedrivande fransman, kunde återuppliva den etruskiska konsten av borsyrabrytning i Toscana och, 1827, borrade han världens första geotermiska brunn för att utveckla det etablerade bolagets skala och vinster. Detta var det första steget mot skapandet av teknik för att extrahera värme från jorden, det vill säga geotermisk teknik. Brunnen brutit mot den termodynamiska jämvikten, den termiska balansen i det naturliga hydrogeologiska systemet som har bevarats i tusentals och miljoner år. Regnskur och snöavfall ackumulerade i utfodringszonen i Apenninerna i en höjd av ca 2 km över havet. Filtrering strömmar längs fel och permeabla skikt, som går till stora djup, upphettades från en stor magmatisk intrång och samlades i grunda permeabla reservoarer, från vilka de flödade till ytan på "svåra" sätt.

källorna till lossningszonen vid havskusten, realisera trycket som orsakas av skillnaden i de absoluta höjderna av dessa zoner och effekten av termisk expansion i de heta sektionerna av filtreringsbanan 120-150 km. Brunnarna med ett djup av ca 1 km, som avslöjade en sådan geotermisk uppsamlare, öppnade ett nästan fritt flöde av torr ånga med en temperatur av 185 ° C.

År 1904 genomförde den nyfikna toskanska prinsen J. Piero Conti, som ledde detta företag, en mycket viktig upplevelse: fem elektriska lampor tändes från ett naturligt par i samma område som heter Laperello. 1905 utökades experimentet för att belysa borsyrafabriken. 1913 skapades en experimentell kraftverk med en kapacitet på 250 kW på grundval av en kolvmaskin på ett naturligt par. Året därpå togs tre turbogeneratorer med en kapacitet på 1.250 kW och 1916 ökade kapaciteten hos den första industriella geotermiska kraftverket (Geo-hydro) till 12 MW, 1930 - 20 och 1942 till 130 MW. 1953 genererade de italienska Geo-TPP med en totalkapacitet på 290 MW 2,5 miljarder kWh, det vill säga 6% av den totala elproduktionen i landet. År 1978 nådde kapaciteten på 17 kraftaggregat 420 och 1984 - 457 MW. För närvarande överstiger den totala kapaciteten i Italiens elkraftverk 1 GW = 1 miljon kW.

Det första industriella geotermiska kraftverket, Larderello, började producera den billigaste elen i världen - 4-5 gånger billigare än på bränslekraftverk.

Efter Italien började skapandet av GEOTES i andra länder. För närvarande är den geotermiska kraftstationens totala kapacitet på ett naturligt par cirka 12 miljoner kW i 25 länder.

Naturlig ånga är överlägset mest fördelaktig, men det är tyvärr en liten del av geotermiska resurser. Omkring 100 "hot spots" - regioner med konvektiv värmeavlägsnande av jorden registreras med infraröd satellitbilder. Även den fullständiga förverkligandet av sin energipotential skulle inte ha täckt till och med 30% av moderna behov [10]. Naturligtvis är utvecklingen av dessa begränsade och mest effektiva resurser en brådskande uppgift.

I Ryssland och i de överväldigande majoriteten av länderna är geotermiska vatten mycket utbredd, inte lämpliga för elproduktion utan för värmeförsörjning till industri-, kommun- och jordbruksanläggningar, för vilka större delen av bränslet förbrukas.

Det första stora geotermiska värmeförsörjningssystemet etablerades på Island. År 1957 blev Reykjavik världens första huvudstad utan kedjor och skorstenar. Konstruktionen, som började redan 1928, avslutades. 92 brunnar med djup på 300-2200 m ger 2570 m3 / timme vatten med en temperatur av 64 till 114 ° C. Den här heta floden passerar till huvudstaden via en värmeisolerad underjordisk uppvärmningshuvud (under motorvägen som inte kräver vintersnövrering!) Ca 20 km lång och distribueras bland konsumenter via rörledningar 30 km mer. År 1975 använde två tredjedelar av befolkningen i detta lilla norra land geotermisk energi: geotermiska kraftverk, stadsuppvärmning, värmeförsörjning av produktionsprocesser, odling av grönsaker, blommor och till och med tropiska frukter [5].

Geotermisk värme används i stor utsträckning av minst 60 länder med en total värmekapacitet på 20-25 GW [15]. I Ryssland är det Dagestan, Tjetjenien, Stavropol och Krasnodar Territories, Transbaikalia, Omsk Region etc. Både i Ryssland och utomlands kostar användningen av geotermiskt vatten i värmeförsörjningen minst 1,5-2 gånger billigare än bränsle.

Den första geotermiska brunnen i Larderello, vars flödeshastighet var mycket högre än de samiska läckorna i naturkällan (den kan monteras av ett infångningssystem) markerade början av den enklaste flytande tekniken för att extrahera naturliga värmeöverföringsmedel. Geotermiska flödessystem (GFS) är enskilda självflödande brunnar eller deras grupper, vars flödeshastighet bestäms av parametrarna för den geotermiska uppsamlaren, djupet H och diametern hos filterkolonnens brunnsbrunnar. Inflöde Wt till geotermisk vätska väl värmekapacitet med viskositetsberoende temperatur

d och densiteten hos rt när reservoartrycket i reservoaren överskrider den hydrostatiska ARK = RK-Rst, reservoarkapaciteten M, dess permeabilitet och piezokonduktivitet x, liksom oljeflödet bestäms av den välkända formeln:

och värmekapaciteten hos brunnen N. bestäms av temperaturskillnaden hos värmebäraren hos kroppen som tillförs till konsumenten Tm och den förbrukade Totr:

NT = RT StWt (Tm - Totr) '10-3, MW, (5)

Q * t = rt st 3600 Wt (Tm - To ^) ■ 10-6 GJ / h, (6)

och årlig värmeproduktion vid användning av brunns-timmar per år:

Qt = w Q * t GJ / år (7)

Font-teknik (Fig. 1-a), för all sin enkelhet, har två stora nackdelar: otillräcklig flödeshastighet W och utsläpp av avfallsförorenat kylmedel kylt efter överföring av energi till en konsument.

Över tiden finns det en oundviklig minskning av bottenhålstrycket och ARK med bildandet av en depressionstratt och flödeshastigheten sjunker. I oljeindustrin bekämpas detta med hjälp av översvämningar för att upprätthålla reservoartryck Pk, och med användning av sugrör eller nedsänkbara borehålspumpar. Den skilda skillnaden i energivärdet och volymerna för de extraherade flytande produkterna tillåter emellertid inte att använda dessa metoder.

Den andra av de identifierade bristerna är utsläpp av förbrukad vätska i vattenkroppar och floder. Ju djupare reservoarer desto högre temperatur, ju högre mineralisering av geotermiska vatten, intensiteten av skalning och korrosion i brunnar och rörledningar. Det är

gäller både naturliga ång- och ångvattenblandningar, som vanligtvis innehåller aggressiva

Mesi. Av denna anledning användes mellanliggande värmeväxlare i de första kraftverk i Larderello: ren ånga arbetade i turbinen och kondensat återvände till värmeväxlaren. Det skyddar konsumenten av energi från de geotermiska vätskans farliga effekter, men inte miljön, där den kylda förorenade strömmen släpps ut. Således bör de tekniska systemen för HFS och HLL (geotermiska pumpsystem Fig. 1-b) anses oacceptabla av ekologiska förhållanden (med undantag för mycket sällsynta fall av helt rena ångavlopp och friskt hett vatten). Förutom skadliga utsläpp innebär dessa system en minskning av reservoartrycket under vattendränering och de resulterande deformationerna av täckningsstenformningen, förskjutning och dips i jordens yta (i Nya Zeeland efter 30 års drift av geotermiska kraftverket - 4-6 m). Därför har reinjektionen av använt geotermisk kylmedel i samma behållare (eller annan permeabel bildning) under de senaste årtiondena allmänt använts. Reinjection löser radikalt miljöproblemen med geotermisk teknik, eliminerar farliga vätskeutsläpp och sänkning av jordens yta. Detta kräver emellertid separata brunnar av samma djup, men inte producerande produkter, och dessutom spenderar energi för att injicera den kylda strömmen. Flödeshastigheten för produktionsbrunnen ligger nästan i nivå med den flytande brunnen, men detta tekniska schema för GEM är förknippat med en signifikant ökning av kostnaden för värmeproduktion (fig 1-c). I det speciella fallet upphettas det hela injicerade kylflödet i filtreringsvärmeväxlingen med bergskelettet och matrisen som omger samlaren, med en naturlig sluten kollektor, när den geotermiska samlarens arbetsdel mellan injektions- och produktionsbrunnar isoleras från en oändlig permeabel bildning. Ett exempel kan vara det cirkulationssystem som skapades 1985 i förorten Grozny - Khankala. Här var grupperna av injektions- och produktionsbrunnar belägna i slottdelen av vikten av ett tjockt lager sandstenar i Chokrak-Karagan-bildningen, begränsad

på vingarna genom sönderfall av sprickor, läkt av sekundär mineralisering. Ett geotermiskt cirkulationssystem med en naturligt samlare HCE kan också genomföras i en obegränsad reservoar, om injektionspumparna kompletteras med nedsänkbara pumpar med samma flödeshastighet i produktionsbrunnar: nuvarande linjer i ett komplext filtreringsfält är stängda mellan källan och avloppet utan betydande läckor bortom detta fält. HFC av denna typ byggdes först 1963 i Paris, där den i kombination med värmepumpar gav permanent luftkonditionering i byggnaderna i franska tv- och radiokomplexet. Sedan 1969 har den större HFC uppvärmt 3000 lägenheter i staden Melen. Därefter användes denna teknik för geotermisk värme från lika parpar av brunnar i dussintals franska städer, liksom i Tyskland, Ungern, Rumänien, flera amerikanska städer och andra länder, inklusive Ryssland (Dagestan, Krasnodar Territory, Kamchatka). Många års erfarenhet från Frankrike har visat att en HCE-ekonomisk effektivitet kräver en kombination av hög effekt M och permeabilitet till en behållare. En snabb avkastning på 2-3 år är endast möjlig med en vattenledningsförmåga på minst 100 dars meter. Eftersom det praktiskt taget inte finns några sådana lager i Frankrike eller i andra länder ligger de operativa HCE-systemen, som har tydliga miljöfördelar gentemot bränsleinstallationer, bara nära dem i ekonomiska indikatorer, och antalet geotermiska "dubbletter" under uppbyggnad varierar beroende på förändringar i världspriserna. på bränsle [5].

Den geotermiska gradienten GT har det största värdet av naturliga förhållanden som bestämmer djupet av naturreservatema H med den erforderliga temperaturen Tk och kostnaden för brunnen Kc, vilken ökar snabbt med ökande H och har ett avgörande inflytande på andra ekonomiska indikatorer.

Tabell 2 visar kostnaden för värmeproduktion av st för de nämnda geotermiska teknikalternativen med naturliga samlare, beräknad enligt vår ekonomiska och matematiska modell [7, 8] för olika värden på geotermisk gradient GT, bestämning av djupet hos reservoaren H med en permeabilitet av ca 1 um, en porositet av 20%, övertryck ARK = 0,5 MPa medeltemperatur Tk = 100 ° C och annan kraft M, där produktionshastigheten och värmeproduktionen av produktionsbrunnen beror på dessa förhållanden under det tjugonde verksamhetsåret. Beroendet av den totala kostnaden för den färdiga brunnen Kc på dess djup, liksom kostnaden för ytkomplexet, proportionell mot värmeproduktionen Qt, tas i enlighet med den statistiska modellen av J. Tester och G. Herzog (Massachusetts Inst. Technology, 1990), generalisering av en mycket stor verklig material [14, sid. 2521-2528]. Kostnadsuppgifterna för 1990 ges till förutsättningarna för den beräknade 1995, med beaktande av världsprisets inflationära tillväxt (4% per år). Förutom GFS, GNS och GFR innehåller tabell 2 en bedömning av tekniken för att använda naturliga värmeöverföringsfluider med djuprening till en miljömässig säker nivå (med kemisk och bakteriell behandling) före dumpning av GFO samt cirkulerande teknik med naturlig HFC (figur 1-d) under den artificiella geotermiska reservoaren HZI (fig 1-e).

Beroende på kostnaden för värmeproduktion av st (US $ / GJ), djup Nk (m) och totala kostnaden för brunnet Kc (miljoner dollar) från den geotermiska gradienten gt (° / m) och tjockleken hos behållaren M (m) med en temperatur av 100 ° C för olika geotermiska system.___________________

gt Hk Ks M GFS GNS GFS GFO GCE GTS

20 9,0 8,8 35,3 18,6 6,2 4,2

0,02 4630 3,7 40 4,6 4,8 13,6 5,0 3,5 4,2

140 1,3 2,8 8,5 4,8 2,3 4,2

0,025 3710 1,79 8,0 4,6 8,5 26,1 8,2 5,1 3,6

40 140 2,4 0,8 3,4 2,2 8,8 5,8 5,9 4,6 2,7 3,6 3,6

20 1,6 1,9 14,9 5,2 4,2 3,2

0,04 2330 0,6 40 0,9 1,0 5,7 4,5 2,2 3,2

140 0,3 0,9 2,4 3,9 1,5 3,2

20 0,8 2,0 14,0 4,8 4,1 3,1

0.07 1344 0.27 40 0.4 1.0 5.2 4.0 2.1 3.1

140 0,2 0,6 1,8 3,8 1,2 3,1

Beräkningarna bekräftar det redan uppenbara faktumet: Under alla förhållanden skulle fontänstekniken vara den billigaste, även om den inte uppfyller miljökraven. Men i områden med en låg geotermisk gradient på 0,02 ° C / m kommer även jämt utvinning av rent, friskt geotermiskt vatten att vara mer lönsamt än bränsleuppvärmning endast när den heta uppkomsten är mer än 40 m. På grund av den högre bränsleflödet (tabell 3) HFC-cirkulationssystem med en 40 m permeabel bildning är ännu mer ekonomiskt, men vid M = 20 m är det redan olönsam. För alla andra kombinationer av gt och M visade sig cirkulationstekniken vara den mest lovande. System som också är säkra för miljön med ominstallationen av GEM och djuprengöring av den förbrukade förorenade strömmen är klart dyrare. Det är intressant att notera att kostnaden för energi som konsumeras av nedsänkbara pumpar med en kapacitet på w = 100 m3 / h överträffar den positiva effekten av ökningen av värmeproduktionen och pumptekniken hos HNS ökar produktionskostnaden jämfört med HFS.

Beroende på kostnaden för geotermisk produktion (dol / GJ) på brunnsvikt W (m3 / s), behållardjocklek M (m) med en temperatur på 100 ° С och typ av teknik vid genomsnittliga geotermiska förhållanden vid §т = 0,025 ° С / m och Нк = 3710 m.________________________________________

Indikatorer M = 0 m M = 20 m M = 40 m M = 140 m

Typ av geoterm. tehnol. W artikel W artikel W artikel

GFS 0,06 9,1 0,012 4,6 0,024 2,4 0,087 0,8

GNS 0,1 9,8 0,1 8,5 0,1 3,4 0,1 2,2

HFO 0,006 12,8 0,012 8,2 0,024 5,9 0,087 4,6

FIU 0,006 107,6 0,012 26,1 0,024 8,8 0,087 5,8

HCE 0,1 11,3 0,1 5,1 0,1 2,7 0,15 2,0

HZI 0,2 3,6 0,2 3,6 0,2 3,6 0,2 3,6 3,6

Uppskattade resultat erhölls under förutsättning att återbetalningsperioden för kapitalinvesteringar, det vill säga avkastningen på lån är 3 år med bankvinster på 5% per år. Med hänsyn till den geotermiska teknologins ökade kapitalintensitet, i vissa fall, när det beräknade värdet av papperet något överstiger kostnaden för bränslevärme, ger en låg nettokostnad efter återbetalning av krediter eller förlängning av betalningsperioden för banken möjlighet att erhålla en ganska stor summa rabatterad vinst (NPV) under jordens 20-åriga livslängd system. Men detta gäller endast cirkulerande teknik, eftersom geotermiska system med fontän eller pumputvinning av naturliga värmeöverföringsvätskor som regel kan ha en mycket mer begränsad livslängd.

Resultaten av beräkningsanalysen motsäger inte upplevelsen av en mycket fördelaktig utveckling av geotermiska resurser av vulkaniska termoanomialer med §T = 0,07 ° С / m i Kamchatka eller zoner med förhöjda §T = 0,04 ° С / m i norra Kaukasus men lämnar inte stora utsikter för områden med en gradient under 0,02 ° C / m, det vill säga Kolahalvön, Uralerna, Yakutia, etc.

4. Idéutveckling och experimentella system för att extrahera energi från heta bergarter.

Tanken att utvinna värme från en varm stenmassa med vatten tillhör KE Tsiolkovsky (1898). Han återvände till henne i arbetena 1903 och 1914. VA Obruchev myntade termen "geotermisk cirkulationssystem" (GCC). I sin science fiction-berättelse "Thermal Mine" var den konstgjorda samlaren de 10 meter långa "värmeväxlingsbrunnarna" som passerade längs ändarna av 12 tvärsnitt från en djup vertikal axel i en het granitmassa. Ånga från vattnet som kokar i brunnarna rörde sig in i det underjordiska kraftverket, återvänt det använda kondensatet under brunnarnas kopparskydd. Med ett liknande förslag till en superdeep-gruva, "för att rädda världen från att bry sig om energi" två gånger, 1904 och 1919. Den engelska uppfinnaren av ångturbinen C. Parsons talade. Projektet av borrning av en lika djup brunn med en kolonn av rör - värmeväxlaren av kommande flöden av kallt och uppvärmt vatten (ånga) av stenar - föreslog 1927 av D. Hodson. Inom ramen för det amerikanska programmet "Plausher" (underjordiska nukleära explosioner för fredliga ändamål) föreslog R. Carlson (1959) och D. Kennedy (1964) att "stimulera" en nukleär explosion av ett naturligt ångfält. År 1967 rapporterades för första gången den designbaserade designen av en konstgjord samlare av GSS i form av en zon av förstörelse av "torra" hetgraniter, som underbyggdes av en underjordisk atomsexplosion, som rapporterades vid Stanford-symposiet P. Kruger. 1965-75 i Sovjetunionen (LGI, ITTF och PromNIIProekt) och i Frankrike utvecklades liknande projekt. Ingen av dem genomfördes, främst på grund av den oöverstigliga seismiska risken [8].

Sedan 1970 började Los Alamos National Laboratory (LANL) i USA att utveckla ett projekt för att skapa en artificiell geotermisk reservoar i form av omfattande vertikala frakturer av en svagt genomtränglig hetmassa (M. Smiths, D. Brown, B. Robinson och andra). Efter en serie misslyckanden som stimulerade skapandet av tillförlitliga mätningstekniker i nedre hålet, skapades världens första geotermiska system med hydraulisk frakturering på Fenton Hill-platsen i New Mexico 1977, och till och med en dampkälla från ett nästan ogenomträngligt utbud av heta granodioriter visades (10 18 ^ m2, 185 ° C). Efter USA, skapades en demonstration GCC med vertikala sprickor på 2,5 km i höjd 1984-1985. i Storbritannien i den heta granitmassivet i Cornwall, designad av Camborne Mining School. Under dessa år genomfördes experimentella geotermiska frakturer i Förbundsrepubliken Tyskland (Falkenberg), i Japan (Yakedak), i Frankrike (Mayo de Montana), i Ryssland (Erkile Landfill, Vyborg) och i Sverige (Fjall Vaca).

Sedan 1983 startades implementeringen av 2: a fasen av LANL-projektet med fördjupningen av en brunn upp till 4 km med en matningstemperatur på upp till 265 ° С på Fenton Hill. I försök 2032, vid ett vattentryck av Rn = 48 MPa och en gemensam flödeshastighet från 8 pumpenheter som uppnådde 111 l / s, under 61 timmar kontinuerlig pumpning med en total volym 21 300 m3, en subvertisk zon av sprickor 1150 i höjd, med en genomsnittlig bredd på 800 m och "tjocklek" omkring 150 m. Under de första månaderna av cirkulationsförsök uppnådde den maximala hastigheten W = 14,8 kg / s med ett pumphuvud på 3,5 MPa och en värmekraft på ca 10 MW. Under experimentperioden med Fenton Hill är den extraherade geotermiska energin 8 gånger större, i bränsleekvivalent, energiförbrukningen för cirkulation [14]. Japan Electricity Institute meddelade 1995

om projektet för en geotermisk kraftverk med en kapacitet på 55 MW från en stor HZI med en värmekapacitet på 100 GW, inklusive 3 brunnar, som på ett djup av 2 km utvecklas till ett horisontellt läge vid en granitemperatur på 250 ° C. Vid detta djup går 40 vertikala frakturer med en höjd av 2 km över varje 25 m brunn. Den totala förbrukningen av vatten som cirkulerar i systemet är 2430 ton per timme eller 675 kg / s, det vill säga ca 17 kg / s för varje spricka. Den uppskattade kostnaden för el är cirka 1,5-2 gånger billigare än från en gasvärmepanna eller NPP. I Japan de senaste åren har två demonstrationskoncept i Hygiori och Ogachi skapats för långsiktiga tester. Konstruktionen av European Experimental GCC (eller den felaktiga termen "Hot Dry Rock" som föreslås av LANL), som finansieras av EEG, pågår. Projektet genomförs gemensamt av specialister från Tyskland och Frankrike, inte långt ifrån

Strasbourg. Under en 2 kilometer lång sedimentär berg i granit av Rhengraben på ett djup av ca 3,7 km utfördes hydraulisk frakturering av heta graniter (160-170 ° С). En sprickzon på 2 km2 bildas (1300 x 1500 m). I cirkulationsexperimenten från 1999 erhölls maximalt, i jämförelse med andra experiment, vattenflöde i en sluten slinga upp till 25 kg / s.

Arbete med skapande eller provning av erfarna GSS med artificiella reservoarer i form av sprickbildning (i tabell 2 och 3 är sådana system angivna som HZI och i andra länder. [15].

I 1991 i Ryssland g. SPGGI tillsammans med NPO "Nedra" (Jaroslavl) och med sprickbildning Gipronikel genom granit temperatur över 200 ° C i en brunn djup av ca 4 km lutning Elbrus Tyrnyauz i den första fasen av den geotermiska värmesystemet av staden är inkluderad i godkänt projekt för återuppbyggnad av den största i Ryssland volfram-molybden växten. Tyvärr stoppade konflikten i norra Kaukasus genomförandet av detta projekt och SPGGI-experter bestämde sig för att fokusera sin potential och erfarenhet i Tyrnyauz om att skapa en experimentell industriell GCC i deras stad, St Petersburg.

En positiv variation av det geotermiska fältet är begränsat till riftzonen vid gränsen till den baltiska skölden och den ryska plattformen, sträckt utmed finska viken och norra kusten av Östersjön. Därför inkluderades utvecklingsplanen för geotermisk energi av heta bergarter i stadens långsiktiga utvecklingsplan medan den fortfarande låg i Leningrad. Specialisterna i VSEGEI (U.I.Moiseenko, O.P. Negrov och andra) som upptäckts de senaste åren är en ganska stor (ca 13 tusen km2) zon av termoanomaly i den södra delen av staden och intilliggande områden med en densitet av djupt värmeflöde upp till 75-79 mW / m2 stimulerade intresse för detta problem från institutionerna i St Petersburgs vetenskapliga centrum för den ryska akademin för vetenskap och stadsregeringen. Som en första jordvärmeförsörjningsanläggning har Leto JSC, som länge visat intresse för detta, blivit utvalt. Det är ett stort växthus och växthus som levererar en multimillionstad med grönsaker och blommor. På bekostnad av Ryska federationens naturresurser av krafterna i det allr Russian Research Institute of Methods and Intelligence Techniques i Pulkovo-filialen i detta företag (nära flygplatsen) 1998-1999. Avslutad borrning och grundlig geotermisk undersökning av en forsknings- och utvecklingsbrunn, som passerade genom ett 300 meter sedimentärt skikt i en granitkristallin källare till ett djup av 1 km. Dessa studier gjorde det möjligt med tillräckligt förtroende att ta den beräknade geotermiska gradienten lika med ^ = 0,03 ° C / m.

St Petersburgs geotermiska projekt [13] är baserat på schemat för det patenterade SPGGI-kaskaden GSS som visas i Fig. 2. Inledningsvis ett prototypsystem av varmvatten, underjordiskt komplex som innefattar injektion och produktionsbrunnar med en diameter d = 0,254 m, vilket snedställda slitsar (45 °) 5 zoner ansluta hydrauliskt brott radie Rl = 675 m, det översta steget att bilda en artificiell reservoar med en genomsnittlig djup H1 = 2,2 km vid en temperatur av granitgneiss T1 = 75 ° C. När den totala värmeväxlingsytan för sprickan inte är mindre än F1 = 14,3 km2 och flödeshastigheten av vatten som cirkulerar i en sluten slinga är W1 = 200 l / s = 0,2 m3 / s, är värmekraften för GCC definierad som N = 37,3 MW och årlig värmeproduktion Q1 = 1,072 miljoner GJ. När avståndet mellan de vertikala sprickor zonerna Dr = 30 m och volym av kylda sågverk övre stegets Vk.1 = 0,179 km3 den kommer att se året om leverans av konsument hett rent vatten upphettas i värmeväxlarytan komplexet till T1 = 70 ° C i systemet under hela livstiden t = 20 år. De nödvändiga kapitalinvesteringarna i första etappen definieras i K1 = 5,6 miljoner dollar med beaktande av riskkoefficienten 1,3. Med en återbetalningsperiod på investeringar ^ к = 3 år och en avkastning på investerat kapital på 7% per år är den uppskattade kostnaden för värmeproduktion st = 2,36 dollar / GJ. I 2 år är den ackumulerade vinsten (priset på bränslevärme för 2000 ca 5,2 dollar / GJ) möjligt att slutföra byggandet utan ett banklån (K2 = 2,5 miljoner dollar), det vill säga att fördjupa brunnarna och skapa en lägre geotermisk reservoar från tre sprickzoner fraktureringsradie R2 = 790 m med medium

dess djup är 2,95 km och temperaturen T2 = 95 ° С. En ytterligare kolonn av rör i injektionsbrunnen tillåter att passera en del av vattenströmmen AW, som redan är uppvärmd i övre reservoarsteget till Ti = 75 ° C, för att höja temperaturen till T2 = 95 ° C. Således tillhandahåller kaskad GCC säsongsmässig (eller årtiondags) temperaturkontroll vid konsumenten T (t) och värmekraft Nr (t) genom att helt enkelt vrida ventilen, byta AW.

Merparten av året vid AW = 0 av denna konsument är ganska nöjd med T1 = 70 ° C. Under de kallaste månaderna av året uppvärms hela flödet AW = W och temperaturen hos konsumenten stiger till T2 = 90 ° C och värmeffekten stiger till N2 = 53,7 MW. Årlig värmeproduktion ökar till Q2 = 1,41 miljoner GJ.

Efter slutet av 3 års betalningsperiod, med beaktande av kaskadens ökade värmeproduktion, minskar nettokostnaden till st = 1,0 USD / GJ, och det beräknade värdet av diskonterat vinst som ackumuleras över GCCs 20-åriga livslängd, det vill säga är nettoproduktionsvärdet NPV = 38 miljoner dollar

Efter provningen blir den erfarna kaskaden GCC industriell, det vill säga Ryska federationens naturresurser säljs till konsumenten, AO "Summer", för vidare drift.

Den höga beräkningen av de ekonomiska indikatorerna förklaras först av den höga förbrukningen av cirkulerande vatten, vilket är 10-15 gånger högre än de tidigare nämnda W-värdena som uppnåtts i utländsk demonstration GCC [14].

Den ekonomiska fördelen med en hög nivå av N och Q är uppenbart, men möjligheten att öka vattenförbrukningen begränsas av det ökande hydrauliska motståndet av sprickor och brunnar, och därmed tillväxten av energiförbrukningen. Därför tillhandahåller St Petersburg-projektet särskilda sätt att hantera frakturfraktureringszoner för att öka deras upplysningar från 2,4 och 0,38 mm nära injektionen respektive i området av produktionsbrunnen till 4,9 och 1,65 mm innan man börjar 1: a steget i cirkulationen.

Utvecklade och delvis patenterade SPGGI metoder för högtrycksbehandling sprickor efter sprickbildning inkluderar injicera högviskösa skum för att ange den tid för nedbrytning, "låsning" sprickan (utesluta möjligheten av deras tillväxt) med tryck upp till 70 MPa, termogazodinamicheskih bearbetning brinnande drivmedelsblandning (250 MPa) och den kryogena behandlingen med frysning av vatten i sprickor (upp till 1000 MPa) under nedstigningen i brunnarna i fast "torr" is, injektion av flytande koldioxid eller flytande kväve.

Det är metoderna för frakturerande brottning tillsammans med kaskadschemat för GCC som utgör de ursprungliga egenskaperna i St Petersburg-projektet. Utan att ta itu med problemet att säkerställa hög permeabilitet artificiella geotermiska reservoarer och minska hydrauliskt motstånd är lite hopp för att skapa effektiva system för heta stenar utvinna energi baserad artificiell reservoar av hydraulisk fraktur (förmågan att skapa mycket stora värmeväxlarytor, efter spräckning redan upplevt i 10-15 länder utan tvekan det orsakar).

5. Metoden för att beräkna parametrarna för geotermiska cirkulationssystem med artificiellt skapade samlare i den heta matrisen.

För konstruktion och drift av GCS med artificiella samlare i form av flera hydrauliska sprickzoner av varmt låg permeabel matris måste fysisk motivering förutbestämt förhållande (politiska) mätvärden och begränsningar till naturliga förhållanden ekonomiska och teknologiska parametrar som är föremål för optimering enligt ekonomiska kriterier baserade på ekonomiska och matematisk modellering.

Långtidsstudier tillåter att underbygga de fysikaliska beroenden [5, 6, 8] som ingår i de termofysiska, geomekaniska och hydrodynamiska blocken av de ekonomiska och matematiska modellerna FRACTURE, FRAC och GEOTHERMY [13].

Kriterium bearbetning av resultaten av numerisk simulering av icke-stationär filtrering värmeväxling i en vertikal spricka eller sprick zon guide *

gap i vilket vattenflödet upphettas från T0 till Tk vid temperaturen hos stenarna T1 tillåtet att motivera värmeväxlingsparametern hos sprickan

AT = tG exp (5,3 0 *), (8)

uppfyller villkoret att reducera den dimensionslösa temperaturen

för ett visst livslängd för systemet ^ till ett acceptabelt för konsumentnivå Tk *.

För det valda antalet fraktureringszoner tillåter värmeöverföringsparametern Ato att bestämma den ekvivalenta radien för var och en av dem Rtr.

Rtp = = 10 • 4 ^ och *.) 2, (10)

smp y 0,442a * sptr

där a är den termiska diffusiviteten hos stenar och densiteten p och värmekapaciteten hos stenar med avseende på samma indikatorer för vatten kan kännetecknas av ungefär konstant relativ

Noah värmekapacitet x = ------ - "0,623.

Med en tillräckligt lång livslängd hos GCC ^ = 20-25 år, för att minska mängden arbete vid skapandet, tillåts det att minska konsumentens temperatur med 5-10% under de senaste åren av cirkulationen, därför antas 0 * = 0,9 normalt. Värmeväxlingsytan hos uppsamlaren, som, givet data W och Tk, bestämmer värmekraften hos systemet N1, uppenbarligen inte kommer att vara mindre än produkten

Ft = 2l R2tp ptr (11)

Om avståndet mellan fraktur Atrs vertikala zoner är motiverat är det lätt att associera reservoarvolymen V,; = l R2tr Att ptr och avtäckta reserver av geotermisk energi med årlig värmeproduktion Qt och GCC: s livslängd:

EDT = QttG = Lt l R2tr Atr Ptr med p (T1 - T0), (12)

där utvinningskoefficienten för reservoarreserver kan, vid den första approximationen, ta l = 0.125 [5].

De konstgjorda reservoarens geometriska parametrar beror inte bara på parametrarna Rtr, Ptr, Atr, utan också på formen av en vertikal spricka eller en zon med sprickor (eftersom djup på mer än 1,5-2 km anses). Analys [9] visade att med samma område, det vill säga med en konstant radieekvivalent Rtr, motsvarar en liten urladdningshastighet Wp hos arbetsvätskan med en låg viskositet q en "dolk" sprickform som växer mest (eller till och med bara) upp och som W växer och d den ovala formen av sprickan närmar sig en cirkulär en (fig 3). Detta följer av strukturen hos sprickformsparametern:

Pw + v (P-2PW Y ct 6 (1-v) ^ WD

där 5 är den genomsnittliga spricköppningen; kth - koefficienten för tektonisk ökning i den minsta horisontella spänningen ah, längs det normala som sprickan utvecklas; V -

Poisson-förhållandet. Sprängbredden vid skärningspunkten med injektionsbrunnen är:

Utvecklingen av en spricka uppåt underlättas av en minskning av intensiteten hos kompressiva gravitationstektoniska spänningar, och dess djupgående tvärtom hindras av samma skäl. Därför består höjden av sprickan av två ojämna delar:

För valda värden på MFR, Att och avböjningsvinkeln från vertikal för den lutande slitsar injektion och produktionsbrunnar sv, kan det vertikala avståndet mellan den AN lätt bestämma andra geometriska parametrar hos reservoaren och kompletta brunnar längd Ld och L, om vi att den genomsnittliga djupet Hc samlare, som motsvarar den valda enligt konsumentens krav bestäms medeltemperaturen hos stenarna T och bestäms av uttrycket (2).

De geometriska parametrarna Rtr, Atr, Ptr, AN kräver optimering, eftersom den totala mängden arbete vid borrning, hydraulisk frakturering och fysisk behandling av sprickor under konstruktionen av GCC beror på dem.

Viktiga tekniska parametrar för att skapa GSS-sprickor är det önskade trycket på pumpenheterna Rn och deras driftstid C vid injektionshastigheten Wp, såväl som den totala volymen av injicerat vatten V med beaktande av dess läckage i bergmassan А ^. För att bestämma pH-värdet är det nödvändigt att veta vilket tryck som krävs vid brunnets arbetsintervall för att initiera en fraktur (P) och tryck på sprickkonturen under utveckling av hydraulisk frakturering (Pp). Det är uppenbart att arbetsvätskan kommer att skapa en aktiv belastning på bergmassan Pa först efter lossning av den från de befintliga kompressionsspänningarna a ± och övervinna porstrycket hos "formationsvätskan" i reservoaren Pk. Dessutom måste trycket från tryckvätskan övervinna det mekaniska motståndet hos APP-stenarna:

I vår fysiska modellen hydraulisk geotermisk betraktas som ett resultat av interaktion av konjugat termo-hydro geomekaniska processer i en typisk djupa nivåer array bovar blockstruktur på området för gravitations- och tektonisk påkänning med ett typiskt förhållande av de normala komponenterna i tensor

vid vilken både minsta ah och max spänningen aj är horisontella. Massifrukturen tar hänsyn till huvudsystemet för filtrering av tektoniska sprickor halvhärdad genom sekundär mineralisering med strejkvinkel a, f (mot ay riktning), pf dunkvinkel med tjocklek rf och deras skärande system av slutna tektoniska kontakter med vinklarna AC, PC och densitet Gs. Filtrera tektoniska kontakter (lederna) och deras densitet bestämmer graden av frakturpermeabilitet hos massivet (för stenar som graniter). Utland och

Våra Tyrnyauz-experiment är cirka 10 -10 mikron.

Rivningsresistens DRR beror på mekanismen för hydraulisk frakturering. För massans blockstruktur i metoden [9] uppskattas fyra möjliga fraktureringsmekanismer, för vilka det erforderliga vattentrycket bestäms på konturen hos den växande sprickan Pp eller på brunnens vägg Рс * vid initieringen av den hydrauliska sprickan på den:

1). Vertikal dragspänning skär strukturblock efter lossning från minsta kompressionsspänning oh = ah och mekaniskt motstånd

RR = RK + OX + DRR,

Rr.u = Ox + Pk + ARr.u = Pk + Ox + [Op] * x (1-7 ------------- 0. (18)

2). Separering av intilliggande konstruktionsblock vid de mest försvagade kontaktfiltreringstektoniska sprickorna med vinklarna af och pf och koefficienten för strukturell försvagning efter lossning från spänningar som är normala till deras plan Op. ^

Pp £ = Op ^ + PK + [Op] * n (1 - ^). (19)

3). Skiftning av intilliggande konstruktionsblock längs stängda sekantsprickor med vinklar σ, Рс och dämpningskoefficient φ, laddad av tryckvatten från filtreringssprickor, med övervinna friktion tg < от нормальных напряжений оп.я

RS.ya = 2Гя / Гf ([Т0] fya + Op / i tg T); (20)

4). Skifta strukturenheter med filter och kontakter af pf påverkas av skillnaden i normalspänningar oy - oh partiell urladdning trycket hos tryckvätskan och vid en förhöjd Rs.ya friktionskoefficient tg £ - praktiskt taget cut "öar" sekundär mineralisering [r0] *; när det vanliga Coulomb-Mora-tillståndet omvandlas till formuläret:

P ^ = Pk + Op ^ - (Ou Soya av - Oh Synd a - [10] * ff / tg G. (21)

Jämförelse av dessa fyra beräknade värden för Pp och Pc möjliggör ett minimum

från dem väljer den mest sannolika mekanismen för hydraulisk sprickbildning utveckling.

Vertikala spänningar i bergskelettet med en densitet p enligt K. Terzagi uppskattas med beaktande av lossningseffekten av "formation" -vätskan med densitet pk:

Ge = (p - pk) g n. (22)

Horisontella spänningar tar hänsyn till tektoniska krafternas påverkan av koefficienter.

kth och ktu till "lateral resistens", eftersom hypotesen av A.N. Dinnik inte motsvarar stressfältets karakteristik för stora djup (17):

Oh = * mx. (23), o = k, (24)

1-U 2 thx 1-y g tt

Värdena för koefficienterna för tektoniskt inflytande kan på ett tillförlitligt sätt bestämmas

endast i experimentell hydraulisk frakturering: till exempel i vårt Tyrnyauz-experiment, fann man att kth = 3,6 och kth = 1,36.

Den volymetriska beskaffenheten av deformationsutvecklingen i bergelementet vid frakturgränsen beaktas enligt följande [8, 9]. Resistansen hos denna del av den vertikala brott ARru, efter lossning av den minsta horisontella spänningen Ox försvagat effekt de maximala påkänningarna Oy och gravitations spänningar th eftersom vid en viss intensitet, kan dessa tryckspänningar leda till bildandet av sprickor i yz-planet och inga dragkrafter som uppstår under inverkan av trycket vätska, det vill säga med APP / y = 0.

Svagningseffekten av Oy i formel (18) beaktas av A. Griffiths [Or] * x energikriterium för styrka erhållen från lösningen av hans ekvation för förhållandena för plansträckning "sträckningskompression" [8, 9]:

[Or] * x = d / aX + oy (8 [eller] 1, det vill säga förhållandet mellan huvudförlusten i zonen, med hänsyn till turbulensens inverkan på

tryckförluster i laminärt flöde i samma zon [8].

Med hänsyn till de ansedda geomekaniska och hydrodynamiska egenskaperna, såväl som termisk expansion av den geotermiska hydrauliska frakturen, erhölls formeln för bestämning av dess beskrivning nära borehålväggen i formen:

där a och at är koefficienterna för termisk diffusivitet och termisk expansion (komprimering) av stenar med en genomsnittlig kylning vid AT för perioden med hydraulisk frakturering, C.

Beredskapsfunktionen, med hänsyn till samspelet mellan olika processer, har formen:

Ökningen av trycket i trycksvätskan när det upphettas från T0 till Tk som ett resultat av dess temperaturutvidgning i trånga tillstånd av en växande spricka, bekräftad av laboratorieexperiment av EM Pronin, Guansin Ho och andra, kan uttryckas som:

-RT = K 'Kf' ar Yp (T-To) * 0,5 liter CP Wed Arr (Tk - Tr), (35)

där к och ff är fraktionerna av energin av värmeutvidgning av värmeverkningsvätskan, realiserad i arbetet med elastiska deformationer av stenar och i filtreringsläckagearbetet; ar och er -

termisk expansionskoefficient och vätskans elasticitetsmodul. Den genomsnittliga spricköppningen över dess område är 5cr, med tanke på den lilla exponentiella minskningen av trycket

Behandlingen av det laminära flödet av vätska utanför zonen av tröghetseffekter kan ungefär tas i form:

Laboratorieundersökningar av hydraulisk frakturering i PNIL GTP, utförd på optiskt aktiva material, i synnerhet på kolofonium (E.M. Pronin), liksom fältförsök, bekräftar den plötsliga utvecklingen av sprickan. I block ogenomträngligt spröda kolofonium hoppar till 1,5-3 mm vid 0,5-2,5 sek registrerats ljudeffekter (akustisk emission) mellan sådana momentana hopp inträffade omfördelning av spänningar, och insprutningstrycket av vätska åtföljd av ackumulering av den elastiska töjningsenergin av kompression i sprickan och töjning före dess vertex [ 8, 9]. I LANL 1981-experimenten på hydraulisk frakturering av heta (upp till 315 ° C) lågpermeabla tuffs från Baka-insättningen bildades en vertikal spricka med dimensioner på 600 x 500 m på 110 minuter som ett resultat av 11 bräckliga hoppar i genomsnitt efter 10 minuter. med en ökning av 25-30 tusen m av areal [6, sid. 183]. En sådan karaktär av hydraulisk frakturering av en lågpermeabel uppsättning är förknippad med filtreringsläckor av tryckvätska. Dessa läckor, det finns förskjutnings "reservoar" vätskor med trycket Pk.Före trycket Pp abrupt minskar sprickdjup zonen x till nivån Pk vid gränsen x = A ^ Tryckreducering (dämpning "tryckvåg") som bestäms av läckage av fältet A ^ piezoconductivity x och teoretiskt förekommer vid oändligheten och beskrivs genom integralet av sannolikheten:

Р * х = Р Ј = е / ф) = вф (- ^ =), (37)

Cirka begränsar filtreringszonen till ett mycket litet värde av gradienten P * x =

0.9999; vi finner motsvarande argumentvärde för denna tabulerade funktion: z = 2.7.

Med en konstant utsläppshastighet av tryckvätska Wp och dess läckage i båda riktningarna från den "färska" ökningen av ASi till ett djup av A; det ökande filtreringsmotståndet "tillåter" pumpen att höja trycket till brytpunkten Pp i tiden А ^. Ett annat sprött hopp uppstår med ökningen av en spricka på АSi + l, trycket sjunker från Рр till Рк, öppnar 5 - till noll (krackets banker stänger). Då utvecklas läckage läckage igen, trycket i sprickan växer, öppningen ökar - den plötsliga utvecklingen av hydraulisk fraktur fortsätter. Läckans djup före hoppet kan uttryckas ungefärligt:

Genom att iverna värdena för Рр, к och х över hela det föreskrivna området i fraktureringsområdet för SNF, kan vi ungefär bestämma den "rena" tiden för dess bildning, det vill säga tiden för kontinuerlig drift av pumpenheter med produktivitet Wp [12]:

2к (Рр - Рк) ЯЯ 2 4Я2 §

och total pumpvolym, inklusive läckage läckage:

I fliken. De 4 ovan nämnda faktiska resultaten av hydraulisk frakturering av den heta granitgranodioriten av Fenton Hill testplatsen i LANL-experimentet jämfördes med vårt.

beräkningar i samma publicerade källdata [12, 15].

Jämförelse av beräknade och experimentella data för geotermisk frakturering

Sprängöppning nära brunn 5, mm (33) 2.2 2.3

G djupet av zonen för läckage läckage A £ ^, m (38) 70 75

Bredden på sprickzonen (14) 807 800

Höjden på den hydrauliska sprickzonen Ntr, m (15) 1130 1150

Varaktigheten av frakturen ^ h. (39) 63,8 61

Volymen av vatteninjektion V,, m (40) 21439 21300

Mycket godtagbar korrespondens mellan de beräknade och experimentella resultaten samt de ovan nämnda jämförelserna med data från Tyrnyauz-experimentet med experiment i Falkenberg i Cornwall bekräftar möjligheten att praktiskt använda den utvecklade beräkningsmetoden.

Detaljerad behandling av metoden för beräkning av parametrarna för geotermisk frakturering inom ramen för denna artikel är ganska lämplig av flera skäl.

För det första gör värmefaktorn, som i hög grad komplicerar den geotermiska sprickningsmodellen, samtidigt som den är den mest universella. Förutom geotermisk teknik, motsvarar den till de huvudsakliga särdragen hos skapa ett sprickbildning systemet djup nedgrävning av radioaktivt avfall, användning av energi eller miljösäkerhet övervakning, sönder termisk dränering av höga fält vid mycket stora djup eller i zoner termisk anomali, profylaktiska termiska "urladdnings" vulkaniska centra och extrahering magma energi och med lämplig förenkling för eventuella "kalla" frakturer.

För det andra kräver den utbredda utvecklingen av de mest lönsamma och miljövänliga borehålsmetoderna för fysikalisk-kemisk geoteknik för utvinning av mineraler från lågpermeabla områden [1, 2] deras speciella träning, det vill säga ökad permeabilitet och säkerställande av enhetlig filtrering av arbetsmedel genom volymen av utvecklade områden eller

pil, deras ogenomträngliga avskärmning för att undvika läckage av dyra medel. Hydraulisk frakturering är en miljövänlig, välutvecklad och mest lovande metod för sådan förberedelse. Av storleken på zonerna av förstörelse och djupområde, har en meritlista i många länder (1-2 km2 och upp till 4-5 km) sprickbildning är jämförbar med en kärn explosiv kraft av flera MT, men ojämförligt mer ekonomiskt än den senare, för att inte tala om säkerhet. För sboyka brunnar och bildningen av den initiala filtreringskanalerna sprickbildning har använts framgångsrikt i liten skala i en underjordisk saltupplösningsteknik av underjordiska förgasning av kolflötser jordiska smältande svavel hydraulisk avskärmande metall urlakning jordiska delar av permeabla formationer för upptining av frysta placers. En stor erfarenhet har ackumulerats i hydrauliska fraktureringsoperationer för att öka bränsleflödeshastigheten i tekniken för utveckling av olje- och gasfält, för förgasning av kolsömmar, etc. -Kemiska effekter av strukturella block av en given storlek (nivå i blockstrukturen) kan och bör leda till en mycket bredare hydraulisk sprickbildning förberedelse av fält och utvidgning av räckvidden för nedhålsmetoder för fysisk och kemisk geoteknik.

Sammanfattningsvis kan det noteras att utvinning och användning av naturliga och konstgjorda resurser av undervärmeens termiska energi kan ha olika inbördes samband med utvecklingen av mineralresurser. Med den oundvikliga ökningen av djupet av gruvdrift och massatemperaturen kommer utvecklingen av metoder för hantering av värme- och massöverföringsprocesser och utveckling av geotermisk teknik att bli allt viktigare för utvecklingen av jordens inre.

1. Arens V.ZH. Nedhålsbrytning av mineraler M., tarmar, 1986, 280 s.

2. Arens V.Zh., Dmitriev A.P., Dyadkin Yu.D. et al. Termofysiska aspekter av subsoilresursutveckling. L., Nedra, 1988, 336 sid.

3. Boguslavsky E.I., Weinblat AB Geotermisk energiförsörjning. Undersökning och skydd av mineralresurser. N 7, 1996, sid. 32-36.

4. Dyadkin Yu.D. Grunderna för geotermisk teknik. LSI, 1985, 176 s.

5. Dyadkin Yu.D. Utveckling av geotermiska insättningar. M, Nedra, 1989, 230 s.

6. Dyadkin Yu.D., Shuvalov Yu.V. Grunden för jordfysik. LSI, 1976, 88 sid.

7. Dyadkin Yu.D., Gendler S.G., Smirnova N.N. Geotermisk geofysik. St Petersburg, Vetenskap,

8. Dyadkin Yu.D. Metoden för beräkning och hantering av geotermiska frakturparametrar. I boken. Geotermiska energiproblem. Int. Symp., V. 2, SPGGI, 1995, sid. 80-98.

9. Dyadkin Yu.D. Villkor för utveckling av underjordisk energi med en måttlig geotermisk gradient. Mining Journal, N4, 1998, sid. 15-19.

10. Lyubimova E.A. Termisk jord och månen. Moskva, Science, 1968, 280 s.

11. Moiseenko U.I., Smyslov A.A. Temperaturen på jordens inre. L., Nedra, 1986, 180 s.

12. Dash Z., Murpy H. Beräkning av frakturbländare från hydrauliska data och jämförelse

Teori. LANL-85, Los Alamos, 1985, sid. 16-23.

13. Dyadkin Yu. D., Yaroshenko C.P. Saint-Petersburg Geotermisk Projekt. Europeiska geotermiska konferensen. Basel, 1999, s. 167-178.

14. Edward L.M. redigera. Handbok för geotermisk energi. Houston, Tex., 1982, 360 sid.

15. Förhandlingar. World Geothermal Congress, Florens, Italien, 1995, v. 1-4, 3028 sid.

Fig. 1, De främsta tekniska systemen för geotermiska system för produktion av kylmedel med utsläpp (c) av avfallsströmmar: a - fontän - GFS, b - pump - GNS; c - med reinjektion - PGR; d - med cirkulation och uppvärmning i reservoarens naturreservat - GCE; d - med cirkulation och uppvärmning i zonen av konstgjorda reservoar sprickor - HZI.

Fig. 2, Schema för St. Petersburg geotermisk cirkulerande värmeförsörjningssystem av ett typiskt växthus kombinerar JSC "Leto" (Pulkovo):

1 - injektionsbrunn 2 - produktionsbrunn 3 och 8 kolonn av rör för att omgå den uppvärmda delen av kylvätskeflödet; 4 - hydraulisk fraktur; 5 - mellanliggande värmeväxlare; 6 - reglerventil; 7 - tryckcirkulationspump.

Fig. 3, Inverkan av vatteninjektionshastighet W på formen av frakturzonen under provförhållanden 2032 LANL med en konstant area av 0,92 '106 m2 och W = 0,097 m3 / s.

Top