Недра нашей Земли скрывают огромные запасы тепловой энергии, случается так, что на поверхность она выходит в виде гейзеров и вулканов, позволяя лицезреть ее громадную мощь, зачем же тогда расходовать ископаемое топливо, в тоже самое время сокращая природные запасы и загрязняя атмосферу, почему же человечество не использует энергию, которая находиться под ногами, итак,
геотермальное тепло - обзор рынка.
Внешний контур
В настоящее время используются
3 схемы извлечения низкопотенциальной тепловой энергии, которая содержится в земной коре и в грунте. Первая нацелена на получение тепла из вод грунтового типа, которые имеют отличный потенциал постоянной круглосуточной температуры, примерно 10 С0. Для того, чтобы получить данное тепло, нужно прорубить 2 скважины: всасывающую и принимающую. Вода из скважины № 1 подается при помощи тепловых насосов, после чего она сбрасывается в скважину № 2.
Как правило глубина скважин не превышает
20 м. Каждая скважина располагается на расстоянии 15 метров друг от друга. Наша планета имеет такую местность, где геотермальная t поднимается быстрее (зоны повышенной вулканической и сейсмической активности), где разрываются или сталкиваются тектонические плиты. Здесь применяется второй способ для получения геотермального тепла, он основывается на бурении скважин в нагретой твердой породе. Ее t очень высока, а вода которая закачивается в скважину, моментально испаряется. При помощи пара, можно вращать турбину для получения электроэнергии или отбирать тепло с помощью теплообменника.
Третий вариант основывается на специальной прокладке, которая находится под землей трубопровода, в котором имеется циркулирующий теплоноситель с низкой t кипения, который проходит процесс нагревания, после чего испаряется и попадает обратно в тепловой насос.
Трубу можно прокладывать несколькими способами:
1. Геотермальный зонд. Для того, чтобы получить геотермальное тепло, необходимо пробурить скважину, которая впоследствии заполняется бетонирующим составом, который обеспечит долговременное и герметичное сопряжение зонда с хорошей теплопередачей. Остывший теплоноситель заходит в подготовленную скважину, после чего нагревается и поднимается в направлении испарителя внутреннего контура тепло насоса.
2. Энергетическая свая. Точно такой же геотермальный зонд, лишь бетон заливается в скважину не для того, чтобы стать фиксатором трубы, он является частью фундамента здания.
3. Грунтовый коллектор. Данный способ прокладывания труб, представляет собой трубу большой длины, которая уложена горизонтальные под слоем грунта. Схема раскладки петли – спираль, змейка, лесенка – определяется геометрией участка и теплопроводностью грунта. Площадка, на которой расположена труба, возможно использовать под газон, деревья и кусты на ней нельзя сажать, они могут повредить проложенную трубу. Желательно, чтобы площадка хорошо освещалась солнцем, что позволит увеличить производительность коллектора.
4. Энергетическая корзина. Данная раскладка труб, является гибридом коллектора и зонда. Труба ложиться по форме спирали, каждый виток все глубже уходит в грунт.
Внутренний контур
Принцип действия основан на так называемом цикле Карно – циклический процесс превращения работы в теплоту или наоборот путем сжатия или расширения и охлаждения, или нагрева газообразного хладагента. Данный процесс основывается на том, что газ может нагреваться при сжатии, вследствие чего охлаждаться (отдавать тепло) при расширении.
В этой статье, мы рассмотрели тему геотермального тепла и показали краткий обзор рынка, за счет каких способов, можно извлечь энергию из нашей Земли и как данные методы работают на практике.
