"Mažo potencialo žemės šiluminės energijos naudojimas šilumos siurblių sistemose"

G. Vasiljevas, „INSOLAR-INVEST OJSC“ mokslinis direktorius, techninių mokslų daktaras, „INSOLAR-INVEST OJSC“ direktorių valdybos pirmininkas
  N. Shilkin, inžinierius, NIISF (Maskva)

Racionalus kuro ir energijos išteklių naudojimas   šiandien yra viena iš globalių globalių problemų, kurios sėkmingas sprendimas, matyt, turės lemiamos reikšmės ne tik tolesniam pasaulio bendruomenės vystymuisi, bet ir jos aplinkos išsaugojimui. Vienas iš perspektyvių šios problemos sprendimo būdų yra naujų energijos taupymo technologijų taikymasnetradicinių atsinaujinančių energijos šaltinių (NEE) naudojimas   Tradicinio iškastinio kuro išeikvojimas ir jo deginimo padariniai aplinkai pastaraisiais dešimtmečiais žymiai padidino susidomėjimą šiomis technologijomis beveik visose išsivysčiusiose pasaulio šalyse.

Šilumos tiekimo technologijų, kurios naudojamos lyginant su tradicinėmis analogiškomis technologijomis, pranašumai yra siejami ne tik su dideliu energijos sąnaudų sumažėjimu pastatų ir statinių gyvybės palaikymo sistemose, bet ir su jų aplinkos švara, taip pat su naujomis galimybėmis energijos vartojimo srityje. padidinti gyvybės palaikymo sistemų autonomijos laipsnį. Matyt, artimiausiu metu būtent šios savybės turės lemiamos reikšmės formuojant konkurencinę padėtį šilumą generuojančios įrangos rinkoje.

Galimų energijos taupymo technologijų taikymo Rusijos ekonomikoje taikymo analizė netradiciniai energijos šaltiniai, rodo, kad Rusijoje perspektyviausia jų įgyvendinimo sritis yra pastatų gyvybės palaikymo sistemos. Tuo pačiu metu, atrodo, yra plačiai paplitusi labai veiksminga strategijų diegimo praktika namų statyboje šilumos siurblio šilumos tiekimo sistemos (TST)Žemės paviršiaus sluoksnių gruntas naudojamas kaip visuotinai prieinamas mažo potencialo šilumos šaltinis.

Kai naudojate žemės šiluma galima išskirti du šiluminės energijos tipus - didelį ir mažą potencialą. Didelio potencialo šiluminės energijos šaltinis yra hidroterminiai ištekliai - terminiai vandenys, kaitinami dėl geologinių procesų iki aukštos temperatūros, todėl juos galima naudoti šilumai tiekti į pastatus. Tačiau didelio potencialo Žemės šiluma gali būti naudojama tik tose vietose, kuriose yra tam tikri geologiniai parametrai. Rusijoje tai, pavyzdžiui, Kamčiatka - Kaukazo mineralinių vandenų regionas; Europoje yra daug potencialių šilumos šaltinių Vengrijoje, Islandijoje ir Prancūzijoje.

Skirtingai nuo „tiesioginio“ didelio potencialo šilumos (hidroterminių išteklių) naudojimo, žemo potencialo žemės šilumos panaudojimas   šilumos siurbliais galima beveik visur. Šiuo metu tai viena dinamiškiausiai besivystančių naudojimo sričių. netradiciniai atsinaujinantys energijos šaltiniai.

Žemos kokybės žemė   gali būti naudojami įvairių tipų pastatuose ir konstrukcijose įvairiais būdais: šildymui, karšto vandens tiekimui, oro kondicionavimui (vėsinimui), žiemos trasoms, siekiant išvengti apledėjimo, šildymo laukų atviruose stadionuose ir tt Anglų kalba parengtoje techninėje literatūroje tokios sistemos yra žymimi „GHP“ - „geoterminiais šilumos siurbliais“, geoterminiai šilumos siurbliai.

Centrinės ir Šiaurės Europos šalių, kurios kartu su JAV ir Kanada yra pagrindinės žemo potencialo žemės šilumos panaudojimo sritys, klimato ypatybės daugiausia lemia šildymo poreikį; oro aušinimas net vasarą yra gana retas. Todėl, skirtingai nei JAV, šilumos siurbliai   Europos šalyse jie daugiausia dirba šildymo režimu. JAV šilumos siurbliai   dažniau naudojamas oro šildymo sistemose kartu su ventiliacija, leidžiančia šildyti ir vėsinti išorinį orą. Europos šalyse šilumos siurbliai   paprastai naudojamas vandens šildymo sistemose. Nuo šilumos siurblio efektyvumas   padidėja, kai sumažėja garintuvo ir kondensatoriaus temperatūrų skirtumas; pastatams šildyti dažnai naudojamos grindų šildymo sistemos, kuriose aušinimo skystis cirkuliuoja gana žemoje temperatūroje (35–40 ° C).

Dauguma šilumos siurbliai   Europoje, skirtas naudoti žemos kokybės žemės šilumą, aprūpintas elektriniais kompresoriais.

Per pastaruosius dešimt metų skaičius sistemų, naudojančių mažo potencialo žemės šilumą tiekiant šilumą ir šaltį pastatams šilumos siurbliaižymiai padidėjo. Daugiausia tokių sistemų naudojama JAV. Daugybė tokių sistemų veikia Kanadoje ir Vidurio bei Šiaurės Europos šalyse: Austrijoje, Vokietijoje, Švedijoje ir Šveicarijoje. Šveicarija naudoja mažo potencialo šiluminę energijos energiją, tenkančią vienam gyventojui. Per pastaruosius dešimt metų Rusijoje tik keli objektai buvo pastatyti naudojant technologijas ir dalyvaujant šioje srityje besispecializuojančiai INSOLAR-INVEST OJSC, iš kurių įdomiausi pristatomi 2006 m.

Maskvoje, Nikulino-2 mikrorajone, ji iš tikrųjų buvo pastatyta pirmą kartą šilumos siurblio karšto vandens sistema   daugiaaukštis gyvenamasis namas. Šį projektą 1998–2002 m. Įgyvendino Rusijos Federacijos gynybos ministerija kartu su Maskvos vyriausybe, Rusijos pramonės ir mokslo ministerija, „NP ABOK“ asociacija. „Ilgalaikė energijos taupymo programa Maskvoje“.

Kaip mažo potencialo šilumos energijos šaltinis šilumos siurblių garintuvams naudojama žemės paviršiaus sluoksnių dirvožemio šiluma, taip pat pašalinta vėdinamojo oro šiluma. Karšto vandens ruošimo įrenginys yra pastato rūsyje. Jį sudaro šie pagrindiniai elementai:

• garų kompresinio šilumos siurblio agregatai (HPU);
• karšto vandens rezervuarai;
• sistemos, skirtos surinkti mažai potencialų dirvožemio šiluminę energiją ir pašalinto vėdinimo oro mažo potencialo šilumą;
• cirkuliaciniai siurbliai, prietaisai

Pagrindinis mažo potencialo dirvožemio šilumos surinkimo sistemos šilumos mainų elementas yra vertikalūs koaksialiniai dirvožemio šilumokaičiai, esantys pastato perimetro išorėje. Šie šilumokaičiai yra 8 gręžinių, kurių kiekvieno gylis yra nuo 32 iki 35 m, esančių šalia namo. Kadangi šilumos siurblių darbo režimas naudojant žemės šiluma   o pašalinto oro šiluma yra pastovi, o karšto vandens suvartojimas kintamas, karšto vandens sistemoje yra akumuliacinės talpos.

Duomenys, vertinantys žemo potencialo žemės šiluminės energijos naudojimą per šilumos siurblius, yra pateikti lentelėje.

1 lentelė. Žemo potencialo žemės šilumos energijos panaudojimas šilumos siurbliais pasaulyje

Dirvožemis kaip mažo potencialo šiluminės energijos šaltinis

Požeminis vanduo, kurio temperatūra yra palyginti žema, arba paviršiaus (iki 400 m gylio) žemės sluoksnių dirvožemis gali būti naudojami kaip mažo potencialo šiluminės energijos šaltinis. Paprastai šilumos kiekis dirvožemio masėje yra didesnis. Žemės paviršiaus sluoksnių dirvožemio šiluminis režimas susidaro veikiant dviem pagrindiniams veiksniams - saulės spinduliuotei, esančiai paviršiuje, ir radiogeninės šilumos srautui iš žemės žarnų.. Sezoniniai ir kasdieniniai saulės radiacijos intensyvumo ir lauko oro temperatūros pokyčiai sukelia viršutinių dirvožemio sluoksnių temperatūros svyravimus. Kasdieninių lauko oro temperatūros svyravimų įsiskverbimo gylis ir saulės spinduliuotės intensyvumas, atsižvelgiant į konkrečias dirvožemio ir klimato sąlygas, svyruoja nuo kelių dešimčių centimetrų iki pusantro metro. Lauko oro temperatūros sezoninių svyravimų ir patenkančios saulės spinduliuotės intensyvumo prasiskverbimo gylis paprastai neviršija 15–20 m.

Žemiau šio gylio esančių dirvožemio sluoksnių („neutrali zona“) temperatūros režimas susidaro veikiant šiluminei energijai, sklindančiai iš Žemės žarnų, ir praktiškai nepriklauso nuo sezoninių ir dar daugiau kasdieninių išorinio klimato parametrų pokyčių (1 pav.).

Fig. 1. Dirvožemio temperatūros pokyčių priklausomai nuo gylio grafikas

Didėjant gyliui, dirvožemio temperatūra didėja atsižvelgiant į geoterminį nuolydį (maždaug 3 laipsniai C kiekvienam 100 m). Radioaktyviosios šilumos, sklindančios iš žemės žarnų, srauto dydis įvairiose vietose skiriasi. Vidurio Europoje ši vertė yra 0,05–0,12 W / m2.

Veikimo laikotarpiu dirvožemio masė, esanti mažo potencialo dirvožemio šilumos kaupimo sistemos (šilumos surinkimo sistemos) dirvožemio šilumokaičio vamzdžių registro paveiktoje zonoje, dėl sezoninių išorės klimato pokyčių, taip pat veikiant šilumos apkrovos sistemos eksploatacinėms apkrovoms, paprastai yra pakartotinai užšaldoma ir atšildymas. Šiuo atveju natūraliai pasikeičia drėgmės agregacijos būsena, esanti dirvožemio porose ir paprastai esanti tiek skystoje, tiek kietoje ir dujinėje fazėse. Kitaip tariant, šilumos surinkimo sistemos dirvožemio masė, nepaisant to, kokioje būsenoje ji yra (užšalusi ar atitirpusi), yra sudėtinga trifazė polidispersinė nevienalytė sistema, kurios griaučius sudaro didžiulis kiekis kietų dalelių, įvairių formų ir dydžių, ir gali būti kietas arba ir judrios, atsižvelgiant į tai, ar dalelės yra tvirtai sujungtos viena su kita, ar jas atskiria viena nuo kitos judančioje fazėje esanti medžiaga. Tarpai tarp kietų dalelių gali būti užpildyti mineralizuota drėgme, dujomis, garais ir ledu arba abiem tuo pačiu metu. Šilumos ir masės perdavimo procesų, sudarančių tokios daugiakomponentės sistemos šiluminį režimą, modeliavimas yra nepaprastai sudėtingas uždavinys, nes reikia atsižvelgti į matematinį įvairių jų įgyvendinimo mechanizmų aprašymą: šilumos laidumą atskiroje dalelėje, šilumos perdavimą iš vienos dalelės į kitą, kai jie liečiasi, molekulinį šilumos laidumą terpėje, užpildydami spragas. tarp dalelių, garų ir drėgmės konvekcija, esanti porų erdvėje, ir daugelis kitų.

Ypatingas dėmesys turėtų būti kreipiamas į dirvožemio masės drėgmės ir drėgmės migracijos įtaką jos porų erdvėje terminiams procesams, kurie lemia dirvožemio, kaip mažo potencialo šiluminės energijos šaltinio, savybes.

Kapiliarinėse porėtose sistemose, kurios yra šilumos kaupimo sistemos dirvožemio masė, drėgmės buvimas porų erdvėje daro pastebimą poveikį šilumos paskirstymo procesui. Teisingas šios įtakos apskaita šiandien yra susijęs su reikšmingais sunkumais, kurie pirmiausia siejami su aiškių minčių apie kietų, skystų ir dujinių drėgmės fazių pasiskirstymą vienoje ar kitoje sistemos struktūroje prigimtimi nebuvimu. Drėgnio rišamųjų jėgų su skeleto dalelėmis pobūdis, drėgmės rišamųjų formų priklausomybė nuo medžiagos įvairiuose drėkinimo etapuose ir drėgmės judėjimo porų erdvėje mechanizmas dar nėra išaiškintas.

Jei dirvožemio masyvo storyje yra temperatūros gradientas, garų molekulės juda į vietas, kuriose yra mažesnis temperatūros potencialas, tačiau tuo pat metu, veikiant gravitacinėms jėgoms, skysčio fazėje atsiranda priešingai nukreiptas drėgmės srautas. Be to, viršutinių dirvožemio sluoksnių temperatūrą įtakoja atmosferos kritulių drėgmė, taip pat požeminis vanduo.

Pagrindiniai veiksniai, įtakojantys dirvožemio masės temperatūros režimą mažo potencialo dirvožemio šilumos kaupimo sistemose, yra parodyti 1 pav. 2.

Fig. 2. Veiksniai, kuriems įtakos turi dirvožemio temperatūros režimas

Sistemų, naudojančių žemo potencialo žemės šiluminę energiją, tipai

Antžeminiai šilumokaičiai jungiasi šilumos siurblio įranga   su dirvožemio mase. Be žemės šilumos „išgavimo“, dirvožemio šilumokaičiai taip pat gali būti naudojami kaupti šilumą (arba šaltį) dirvožemio masėje.

Bendru atveju galima išskirti dviejų tipų sistemas, skirtas naudoti žemo potencialo Žemės šiluminę energiją:

• atviros sistemos:   kaip mažai potencialios šiluminės energijos šaltinis naudojamas požeminis vanduo, tiekiamas tiesiai į šilumos siurblius;
• uždaros sistemos:   šilumokaičiai yra dirvožemio masėje; kai aušinimo skystis cirkuliuoja pro juos žemesne nei dirvožemio temperatūra, šiluma „paimama“ iš dirvožemio ir perduodama į garintuvą šilumos siurblys   (arba, kai naudojamas šilumos nešiklis, kurio temperatūra yra aukštesnė nei dirvožemis, jo aušinimas).

Pagrindinę atvirų sistemų dalį sudaro gręžiniai, kurie leidžia ištraukti požeminį vandenį iš vandeningųjų sluoksnių ir grąžinti vandenį atgal į tuos pačius vandeningus sluoksnius. Paprastai tam yra suporuoti šuliniai. Tokios sistemos schema parodyta fig. 3.

Fig. 3. Žemos kokybės požeminio vandens šilumos panaudojimo atviros sistemos schema

Atvirų sistemų pranašumas yra galimybė palyginti mažomis sąnaudomis gaminti didelius šiluminės energijos kiekius. Tačiau šulinius reikia prižiūrėti. Be to, tokiose sistemose neįmanoma naudotis visose srityse. Pagrindiniai dirvožemio ir požeminio vandens reikalavimai yra šie:

• pakankamas dirvožemio pralaidumas vandeniui, leidžiantis papildyti vandens atsargas;
• gera požeminio vandens cheminė sudėtis (pavyzdžiui, mažas geležies kiekis), išvengiant problemų, susijusių su nuosėdų susidarymu vamzdžių sienose ir korozija.

Atviros sistemos dažniau naudojamos šildant ar šaldant didelius pastatus. Didžiausia pasaulyje geoterminio šilumos siurblio sistema   naudoja požeminį vandenį kaip mažo potencialo šiluminės energijos šaltinį. Ši sistema yra JAV, Luisvilyje, Kentukyje. Sistema naudojama šilumos ir šalčio tiekimui viešbučio-biuro komplekse; Jo galia yra maždaug 10 MW.

Kartais sistemos, naudojančios žemės šilumą, apima natūralių ir dirbtinių atvirų vandens telkinių mažo potencialo šilumos panaudojimo sistemas. Šis požiūris laikomasi visų pirma JAV. Sistemos, naudojančios mažai potencialų vandens telkinių šilumą, yra atviros, kaip ir sistemos, naudojančios mažai potencialų požeminio vandens šilumą.

Uždaros sistemos, savo ruožtu, yra padalintos į horizontalias ir vertikalias.

Horizontalus dirvožemio šilumokaitis(terminai „žemės šilumos kolektorius“ ir „horizontalioji kilpa“ taip pat vartojami angliškoje literatūroje) paprastai yra šalia namo nedideliame gylyje (bet žemiau dirvožemio užšalimo lygio žiemą). Horizontalių žemės šilumokaičių naudojimą riboja esamos aikštelės dydis.

Vakarų ir Vidurio Europos šalyse horizontalūs antžeminiai šilumokaičiai paprastai yra atskiri vamzdžiai, išdėstyti palyginti sandariai ir sujungti vienas su kitu nuosekliai arba lygiagrečiai (4a, 4b pav.). Norėdami išsaugoti plotą, buvo sukurti patobulinti šilumokaičių tipai, pavyzdžiui, spiralės formos šilumokaičiai, išdėstyti horizontaliai arba vertikaliai (4e, 4e pav.). Ši šilumokaičių forma yra paplitusi JAV.

Fig. 4. Horizontalių dirvožemio šilumokaičių tipai
  a - šilumokaitis iš sujungtų vamzdžių;
  b - šilumokaitis iš lygiagrečiai sujungtų vamzdžių;
  in - horizontalus kolektorius, pastatytas tranšėjoje;
  g - kilpinis šilumokaitis;
d - horizontaliai horizontaliai išdėstytas šilumokaitis spiralės pavidalu (vadinamasis „slinky“ kolektorius;
  e - spiralės formos šilumokaitis

Jei sistema su horizontaliais šilumokaičiais naudojama tik šilumai generuoti, normalus jos veikimas yra įmanomas tik tuo atveju, jei dėl saulės radiacijos iš žemės paviršiaus gaunama pakankamai šilumos. Dėl šios priežasties paviršius virš šilumokaičių turi būti veikiamas saulės spindulių.

Vertikalūs žemės šilumokaičiai   (Anglų literatūroje žymimas „BHE“ kaip „gręžinio šilumokaitis“) jie leidžia naudoti žemos kokybės šiluminę energiją dirvožemio masėje, esančioje žemiau „neutralios zonos“ (10–20 m nuo žemės paviršiaus). Sistemoms su vertikaliais žemės šilumokaičiais nereikia didelių plotų ir jos nepriklauso nuo paviršiaus radiacijos intensyvumo. Vertikalūs grunto šilumokaičiai efektyviai veikia beveik visų tipų geologinę aplinką, išskyrus žemo šilumos laidumo dirvožemius, pavyzdžiui, sausą smėlį ar sausą žvyrą. Vertikalios dirvožemio šilumokaičių sistemos yra labai paplitusios.

Vienos šeimos gyvenamojo namo šildymas ir karšto vandens tiekimas naudojant šilumos siurblio įrenginį su vertikaliu dirvožemio šilumokaičiu parodytas fig. 5.

Fig. 5. Vieno šeimos gyvenamojo namo šildymo ir karšto vandens tiekimo schema naudojant šilumos siurblį su vertikaliu dirvožemio šilumokaičiu

Aušinimo skystis cirkuliuoja per vamzdžius (dažniausiai polietileną arba polipropileną), klojamus vertikaliuose šuliniuose, kurių gylis nuo 50 iki 200 m. Paprastai naudojami dviejų tipų vertikalūs antžeminiai šilumokaičiai (6 pav.):

• U formos šilumokaitis, kuris yra du lygiagrečiai vamzdžiai, sujungti apačioje. Viename šulinyje yra viena arba dvi (retai trys) poros tokių vamzdžių. Tokios schemos pranašumas yra palyginti mažos gamybos sąnaudos. Dvigubi U formos šilumokaičiai yra labiausiai paplitęs vertikalių žemės šilumokaičių tipas Europoje.
• Koaksialinis (koncentrinis) šilumokaitis. Paprasčiausią koaksialinį šilumokaitį sudaro du skirtingo skersmens vamzdžiai. Mažesnis vamzdis yra kito vamzdžio viduje. Koaksialiniai šilumokaičiai gali būti sudėtingesnės konfigūracijos.

Fig. 6. Įvairių tipų vertikalių dirvožemio šilumokaičių skerspjūvis

Norint padidinti šilumokaičių efektyvumą, tarpas tarp šulinio sienų ir vamzdžių užpildomas specialiomis šilumą laidžiomis medžiagomis.

Sistemos su vertikaliais žemės šilumokaičiais gali būti naudojamos tiekiant šilumą ir šaltį įvairaus dydžio pastatams. Mažam pastatui pakanka vieno šilumokaičio; dideliems pastatams gali reikėti pastatyti visą grupę šulinių su vertikaliais šilumokaičiais. Didžiausias šulinių skaičius pasaulyje naudojamas Richardo Stocktono koledžo šildymo ir vėsinimo sistemoje JAV Naujajame Džersyje. Šios kolegijos vertikalūs antžeminiai šilumokaičiai yra 400 šulinių, kurių gylis siekia 130 m. Europoje daugiausiai šulinių (154 gręžinių, kurių gylis siekia 70 m) yra naudojama Vokietijos oro eismo valdymo tarnybos centrinio biuro („Deutsche Flug-sicherung“) šilumos ir šalčio tiekimo sistemoje.

Ypatingas vertikalių uždarų sistemų atvejis yra statybinių konstrukcijų, kaip grunto šilumokaičių, naudojimas, pavyzdžiui, pamatų poliai su monolitiniais vamzdynais. Tokio krūvos su trim grunto šilumokaičio kontūrais skerspjūvis parodytas fig. 7

Fig. 7. Monolitinių grunto šilumokaičių schema pastato pamatų poliuose ir tokių polių skerspjūvis

Žemės paviršiaus masė (vertikalių antžeminių šilumokaičių atveju) ir pastatų konstrukcijos su žemės šilumokaičiais gali būti naudojamos ne tik kaip šaltinis, bet ir kaip natūralus šiluminės energijos arba „šalčio“ akumuliatorius, pavyzdžiui, saulės spinduliuotės skleidžiama šiluma.

Yra sistemų, kurių negalima vienareikšmiškai priskirti atviroms ar uždaroms. Pavyzdžiui, tas pats gilus (nuo 100 iki 450 m gylio), gerai užpildytas vandeniu, gali būti gaminamas arba įpurškiamas. Šulinio skersmuo paprastai yra 15 cm.Šulinio dugne dedamas siurblys, per kurį vanduo iš šulinio tiekiamas į šilumos siurblio garintuvus. Grįžtantis vanduo grįžta į vandens kolonėlės viršutinę dalį į tą patį šulinį. Šulinys nuolat papildomas požeminiu vandeniu, o atvira sistema veikia kaip uždara. Šio tipo sistemos angliškoje literatūroje vadinamos „stovinčių kolonų šulinių sistema“ (8 pav.).

Fig. 8. Šulinio tipo „stovinčio kolonėlės šulinio“ schema

Paprastai šio tipo šuliniai taip pat naudojami tiekiant pastatą geriamuoju vandeniu.. Tačiau tokia sistema gali efektyviai veikti tik dirvožemiuose, kurie užtikrina šulinio nuolatinį papildymą vandeniu, kuris neleidžia jam užšalti. Jei vandeningasis sluoksnis yra per gilus, normaliam sistemos veikimui reikės galingo siurblio, kuriam reikės daugiau energijos. Didelis šulinio gylis sukelia gana dideles tokių sistemų sąnaudas, todėl jos nėra naudojamos mažiems pastatams tiekti šilumą ir šaltį. Dabar pasaulyje yra kelios tokios sistemos JAV, Vokietijoje ir Europoje.

Viena iš perspektyvių sričių yra kasyklų ir tunelių vandens naudojimas kaip žemos kokybės šiluminės energijos šaltinis. Šio vandens temperatūra ištisus metus yra pastovi. Vanduo iš kasyklų ir tunelių yra lengvai prieinamas.

Žemo potencialo šilumos sistemos „tvarumas“

Dirvožemio šilumokaičio veikimo metu gali susidaryti situacija, kai šildymo sezono metu sumažėja dirvožemio temperatūra šalia dirvožemio šilumokaičio, o vasarą dirvožemis neturi laiko sušilti iki pradinės temperatūros - jo temperatūros potencialas mažėja. Energijos sąnaudos kitą šildymo sezoną dar labiau sumažina dirvožemio temperatūrą, o jos temperatūros potencialas dar labiau sumažėja. Jis verčia projektuoti sistemas žemo potencialo žemės šilumos panaudojimas   apsvarstykite tokių sistemų tvarumą. Energijos ištekliai dažnai naudojami labai intensyviai, siekiant sutrumpinti įrangos atsipirkimo laiką, o tai gali lemti greitą jų išeikvojimą. Todėl būtina išlaikyti tokį energijos gamybos lygį, kuris leistų ilgą laiką eksploatuoti energijos išteklių šaltinį. Šis sistemų sugebėjimas ilgą laiką išlaikyti reikiamą šiluminės energijos gamybos lygį vadinamas „tvarumu“. Skirtos mažo potencialo sistemoms žemės šiluma   pateiktas toks tvarumo apibrėžimas: „Kiekvienai sistemos, naudojančios žemo potencialo žemės šilumą, ir kiekvienam šios sistemos veikimo režimui yra nustatytas tam tikras maksimalus energijos gamybos lygis; energijos gamyba žemiau šio lygio gali būti išlaikyta ilgą laiką (100–300 metų). “

Laikoma UAB „INSOLAR-INVEST“ Tyrimai parodė, kad šiluminės energijos sunaudojimas iš dirvožemio masės šildymo sezono pabaigoje lemia dirvožemio temperatūros sumažėjimą šalia šilumos surinkimo sistemos vamzdžių registro, kuris daugumos Rusijos dirvožemio ir klimato sąlygomis neturi laiko kompensuoti vasaros sezono metu, o iki kito šildymo sezono pradžios dirvožemis palieka. esant sumažintam temperatūros potencialui. Šilumos energijos sunaudojimas kitą šildymo sezoną dar labiau sumažina dirvožemio temperatūrą, o iki trečiojo šildymo sezono pradžios jo temperatūros potencialas dar labiau skiriasi nuo natūralaus. Ir taip toliau. Tačiau ilgalaikio šilumos kaupimo sistemos šiluminio poveikio apvalkalai natūraliai dirvožemio temperatūrai yra akivaizdžiai eksponentiniai, o penktaisiais eksploatavimo metais dirvožemis pereina į naują, beveik periodišką režimą, tai yra, pradedant penktaisiais eksploatavimo metais, ilgą laiką sunaudojant šiluminę energiją iš dirvožemio masės. šilumos surinkimo sistemą lydi periodiniai jos temperatūros pokyčiai. Taigi, kuriant šilumos siurblių šildymo sistemos   atrodo, kad būtina atsižvelgti į dirvožemio masės temperatūros kritimą, atsirandantį dėl ilgalaikio šilumos surinkimo sistemos veikimo, ir kaip apskaičiuotus parametrus naudoti dirvožemio masės temperatūrą, numatomą 5-iems TST veikimo metams.

Kombinuotose sistemoseNaudojant tiek šilumą, tiek šaltį, šilumos balansas nustatomas „automatiškai“: žiemą (reikalingas šilumos tiekimas), dirvos masė aušinama, vasarą (reikalingas šaltas tiekimas) - dirvos masės šildymas. Sistemose, naudojančiose žemos kokybės požeminio vandens šilumą, vandens atsargos nuolat papildomos, nes vanduo prasiskverbia iš paviršiaus ir vanduo patenka iš gilesnių dirvožemio sluoksnių. Taigi požeminio vandens šilumos kiekis padidėja tiek „iš viršaus“ (dėl atmosferos oro šilumos), tiek „iš apačios“ (dėl žemės šilumos); „virš“ ir „žemiau“ įleidžiamos šilumos kiekis priklauso nuo vandeningo sluoksnio storio ir gylio. Dėl šių šilumos sąnaudų požeminio vandens temperatūra išlieka pastovi visą sezoną ir eksploatacijos metu mažai kinta.

Sistemose su vertikaliais žemės šilumokaičiais padėtis yra kitokia. Pašalinus šilumą, dirvožemio temperatūra aplink dirvožemio šilumokaitį mažėja. Temperatūros sumažėjimui įtakos turi tiek šilumokaičio projektinės savybės, tiek veikimo būdas. Pavyzdžiui, sistemose su didelėmis šiluminės energijos vertėmis (kelios dešimtys vatų vienam šilumokaičio ilgio metrui) arba sistemose su žemės šilumokaičiu, esančiu žemo šilumos laidumo dirvožemyje (pavyzdžiui, sausame smėlyje ar sausame žvyre), temperatūros sumažėjimas bus ypač pastebimas ir gali sukelti užšaldant dirvą aplink dirvožemio šilumokaitį.

Vokietijos ekspertai išmatavo dirvožemio, kuriame yra vertikalus 50 m gylio šilumokaitis, esantį netoli Frankfurto prie Maino, temperatūros. Norėdami tai padaryti, aplink pagrindinį šulinį 2,5, 5 ir 10 m atstumu nuo šulinio buvo išgręžti 9 to paties gylio šuliniai. Visuose dešimtyje šulinių kas 2 m buvo įmontuoti jutikliai temperatūrai matuoti - iš viso 240 jutiklių. Fig. 9 paveiksle pateiktos diagramos, parodančios temperatūros pasiskirstymą dirvožemio masėje aplink vertikalų dirvožemio šilumokaitį pirmojo šildymo sezono pradžioje ir pabaigoje. Šildymo sezono pabaigoje pastebimas dirvožemio masės temperatūros sumažėjimas aplink šilumokaitį. Iš šilumnešio nukreiptas šilumos srautas iš aplinkinio dirvožemio masyvo, kuris iš dalies kompensuoja dirvožemio temperatūros sumažėjimą, kurį sukelia „šiluma“. Manoma, kad šio srauto dydis, palyginti su šilumos srautu, gautu iš žemės žarnų, šioje srityje (80–100 mW / kv.m), yra gana didelis (keli vatai kvadratiniam metrui).

Fig. 9. Temperatūros pasiskirstymo diagramos dirvožemio masėje aplink vertikalų dirvožemio šilumokaitį pirmojo šildymo sezono pradžioje ir pabaigoje

Kadangi vertikalieji šilumokaičiai pradėjo plačiai paskirstyti maždaug prieš 15–20 metų, visame pasaulyje trūksta eksperimentinių duomenų, gautų per ilgą (keliasdešimt metų) sistemų, turinčių tokio tipo šilumokaičius, gyvavimo laiką. Kyla klausimas dėl šių sistemų stabilumo, dėl jų patikimumo ilgą veikimo laiką. Ar žemos kokybės žemės šiluma yra atsinaujinantis energijos šaltinis? Koks yra šio šaltinio „atnaujinimo“ laikotarpis?

Kai veikia kaimo mokykla Jaroslavlio regione, aprūpinta šilumos siurblio sistemanaudojant vertikalų dirvožemio šilumokaitį, vidutinės savitojo šilumos pašalinimo vertės buvo 120–190 W / pog. m šilumokaičio ilgis.

Nuo 1986 m. Šveicarijoje netoli Ciuricho buvo atlikti sistemos su vertikaliais žemės šilumokaičiais tyrimai. Grunto masyve buvo įrengtas vertikalus koaksialinis 105 m gylio žemės šilumokaitis, kuris buvo naudojamas kaip mažo potencialo šilumos energijos šaltinis šilumos siurblių sistemai, įrengtai vienos šeimos gyvenamajame name. Vertikalus dirvožemio šilumokaičio didžiausia galia buvo maždaug 70 W ilgio metrui, o tai sukėlė didelę šilumos apkrovą aplinkinei dirvožemio masei. Per metus pagaminama apie 13 MWh šiluminės energijos

Buvo išgręžti du papildomi šuliniai 0,5 ir 1 m atstumu nuo pagrindinio šulinio, kuriuose 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85 ir 105 m gylyje buvo sumontuoti temperatūros jutikliai, po kurių šuliniai buvo užpildyti. molio-cemento mišinys. Temperatūra buvo matuojama kas trisdešimt minučių. Be dirvožemio temperatūros, buvo registruojami ir kiti parametrai: aušinimo skysčio greitis, šilumos siurblio kompresoriaus pavaros energijos sąnaudos, oro temperatūra ir kt.

Pirmasis stebėjimo laikotarpis truko nuo 1986 iki 1991 m. Matavimai parodė, kad išorinio oro ir saulės spinduliuotės poveikis stebimas paviršiniame dirvožemio sluoksnyje iki 15 m gylio. Žemiau šio lygio dirvožemio šiluminis režimas susidaro daugiausia dėl žemės vidaus šilumos. Pirmuosius 2-3 veiklos metus masės temperatūraaplink vertikalų šilumokaitį smarkiai sumažėjo, tačiau kiekvienais metais temperatūra mažėjo, o po kelerių metų sistema pasiekė beveik pastovų režimą, kai dirvožemio masės temperatūra aplink šilumokaitį nukrito 1–2 oC.

1996 m. Rudenį, praėjus dešimčiai metų nuo sistemos eksploatavimo pradžios, matavimai buvo atnaujinti. Šie matavimai parodė, kad dirvožemio temperatūra reikšmingai nepasikeitė. Vėlesniais metais buvo užfiksuoti nereikšmingi žemės temperatūros svyravimai per 0,5 laipsnio C, atsižvelgiant į metinę šildymo apkrovą. Taigi po kelių pirmųjų eksploatavimo metų sistema perėjo į beveik stacionarų režimą.

Remiantis eksperimentiniais duomenimis, buvo sudaryti grunto masėje vykstančių procesų matematiniai modeliai, kurie leido sudaryti ilgalaikę prognozę apie dirvožemio masės temperatūros pokyčius.

Matematinis modeliavimas parodė, kad kasmet mažėjanti temperatūra laipsniškai mažės, o dirvožemio masė aplink šilumokaitį, esant žemesnei temperatūrai, kasmet didės. Pasibaigus eksploatavimo laikotarpiui, prasideda regeneracijos procesas: pradeda kilti dirvožemio temperatūra. Atsinaujinimo proceso pobūdis yra panašus į šilumos „atrankos“ proceso pobūdį: pirmaisiais darbo metais smarkiai padidėja dirvožemio temperatūra, o vėlesniais metais temperatūros padidėjimo greitis mažėja. „Regeneravimo“ laikotarpio trukmė priklauso nuo operacijos laikotarpio. Šie du laikotarpiai yra maždaug vienodi. Šiuo atveju dirvožemio šilumokaičio veikimo laikotarpis buvo trisdešimt metų, o „regeneracijos“ laikotarpis taip pat įvertintas trisdešimt metų.

Taigi pastatų šilumos ir šalčio tiekimo sistemos, naudojančios žemos kokybės žemės šilumą, yra patikimas energijos šaltinis, kurį galima naudoti visur. Šis šaltinis gali būti naudojamas pakankamai ilgą laiką ir gali būti atnaujintas pasibaigus eksploatavimo laikotarpiui.

Literatūra

1. Rybach L. Geoterminių šilumos siurblių (GHP) padėtis ir perspektyvos Europoje ir pasaulyje; GHP tvarumo aspektai. Tarptautinis geoterminių šilumos siurblių kursas, 2002 m

2. Vasiljevas G. P., Krundyševas N.S. Energiškai efektyvi kaimo mokykla Jaroslavlio regione. 2002 m. ABOK Nr. 5

3. Sanner B. Šilumos siurblių žemės šilumos šaltiniai (klasifikacija, charakteristikos, pranašumai). 2002 metai

4. Rybach L. Geoterminių šilumos siurblių (GHP) padėtis ir perspektyvos Europoje ir pasaulyje; GHP tvarumo aspektai. Tarptautinis geoterminių šilumos siurblių kursas, 2002 m

5. „ORKUSTOFNUN“ darbo grupė, Islandija (2001): Tvari geoterminės energijos gamyba - siūlomas apibrėžimas. IGA žinios Nr. 43, 2001 m. Sausio – kovo mėn., 1–2

6. Rybach L., Sanner B. Antžeminių šilumos siurblių sistemos - Europos patirtis. „GeoHeat“ - bulių centras. 2000 m

7. Energijos taupymas naudojant šilumos siurblius šaltame klimate. „Maxi“ brošiūra 08. CADDET, 1997 m

8. Atkinson Schaefer L. vieno slėgio absorbcijos šilumos siurblio analizė. Akademiniam fakultetui pristatyta disertacija. Džordžijos technologijos institutas, 2000 m

9. Morley T. Atbulinės eigos šilumos variklis kaip pastatų šildymo priemonė, „The Engineer 133: 1922“

10. Fearon J. Šilumos siurblio, šaldymo ir oro kondicionavimo istorija ir raida. 1978 m

11. Vasiljevas G.P. Energiją taupantys pastatai su šilumos siurblių šildymo sistemomis. Būstas ir komunalinės paslaugos, 2002 m. Nr. 12

12. Šilumos siurblių, naudojant antrinius energijos išteklius ir netradicinius atsinaujinančius energijos šaltinius, naudojimo rekomendacijos. Moskomarchitektūra. Valstybinė vieninga įmonė „NIAC“, 2001 m

13. Energiją taupantis gyvenamasis pastatas Maskvoje. 1999 m. ABOK Nr. 4

14. Vasiljevas G.P. Energiją taupantis eksperimentinis gyvenamasis namas Nikulino-2 mikrorajone. 2002 m. ABOK Nr. 4

Kirilas Degtyarevas, Maskvos valstybinio universiteto tyrėjas M. V. Lomonosovas.

Mūsų šalyje, kurioje gausu angliavandenilių, geoterminė energija yra egzotiškas šaltinis, kuris šiandienos situacijoje vargu ar konkuruos su nafta ir dujomis. Nepaisant to, ši alternatyvi energijos rūšis gali būti naudojama beveik visur ir gana efektyviai.

Igorio Konstantinovo nuotrauka.

Dirvožemio temperatūros pokyčiai gyliu.

Temperatūros pakilimas terminiuose vandenyse ir sausose uolienose, gaubiančiose juos gylyje.

Temperatūra keičiasi atsižvelgiant į gylį skirtinguose regionuose.

Islandijos ugnikalnio „Eyyafyatlayokudl“ išsiveržimas - žiaurių vulkaninių procesų, vykstančių aktyviose tektoninėse ir vulkaninėse zonose, kuriose galinga šilumos srautas iš žemės gelmių, iliustracija.

Įrengta geoterminių elektrinių galia pasaulio šalyse, MW.

Geoterminių išteklių paskirstymas Rusijoje. Geoterminės energijos atsargos, ekspertų teigimu, yra kelis kartus didesnės nei organinio iškastinio kuro energijos atsargos. Pasak asociacijos „Geoterminės energijos draugija“.

Geoterminė energija yra žemės vidaus šiluma. Jis gaunamas gelmėse ir įvairiomis formomis ir skirtingo intensyvumo patenka į Žemės paviršių.

Viršutinių dirvožemio sluoksnių temperatūra daugiausia priklauso nuo išorinių (egzogeninių) veiksnių - saulės apšvietimo ir oro temperatūros. Vasarą ir dieną dirvožemis sušyla iki tam tikro gylio, o žiemą ir naktį jis atšyla pasikeitus oro temperatūrai ir esant tam tikram vėlavimui, didėjant gyliui. Kasdieniniai oro temperatūros svyravimai daro įtaką gylyje nuo vienetų iki kelių dešimčių centimetrų. Sezoninės vibracijos užfiksuoja gilesnius dirvožemio sluoksnius - iki dešimčių metrų.

Tam tikrame gylyje - nuo dešimčių iki šimtų metrų - dirvožemio temperatūra palaikoma pastovi, lygi vidutinei metinei oro temperatūrai Žemės paviršiuje. Tai lengva patikrinti nusileidus į gana gilų urvą.

Kai vidutinė metinė oro temperatūra tam tikroje srityje yra žemiau nulio, tai pasireiškia kaip amžinasis įšalas (tiksliau, daugiametis). Rytų Sibire ištisus metus užšalusių dirvožemių storis, t. Y. Kai kuriose vietose siekia 200–300 m.

Iš tam tikro gylio (savas kiekvienam žemėlapio taškui savas) Saulės ir atmosferos veiksmai susilpnėja tiek, kad iš pradžių išeina endogeniniai (vidiniai) veiksniai ir žemės vidus yra įkaitinamas iš vidaus, kad temperatūra gyliui pradėjus didėti.

Giliųjų žemės sluoksnių įkaitimas daugiausia susijęs su ten esančių radioaktyviųjų elementų irimu, nors vadinami ir kiti šilumos šaltiniai, pavyzdžiui, fizikiniai ir cheminiai, tektoniniai procesai giliuose žemės plutos ir mantijos sluoksniuose. Bet kokia tai bebūtų, uolienų ir su jomis susijusių skystų ir dujinių medžiagų temperatūra didėja gyliu. Kalnakasiai susiduria su šiuo reiškiniu - giluminėse kasyklose visada karšta. 1 km gylyje trisdešimt laipsnių šiluma yra normali, o giliau temperatūra yra dar aukštesnė.

Šilumos srautas žemės viduje, pasiekiantis Žemės paviršių, yra mažas - vidutiniškai jo galia yra 0,03–0,05 W / m 2,
arba apie 350 W · h / m 2 per metus. Saulės šilumos srauto ir jos šildomo oro fone tai yra nepastebimas kiekis: Saulė kiekvienam žemės paviršiaus kvadratiniam metrui per metus suteikia apie 4000 kWh, tai yra, 10 000 kartų daugiau (žinoma, tai vidutiniškai yra didelis skirtumas tarp poliarinės ir pusiaujo platumos). ir priklausomai nuo kitų klimato ir oro veiksnių).

Šilumos srauto iš žarnų į paviršių didžiojoje planetos dalyje nereikšmingumas yra susijęs su mažu uolienų šilumos laidumu ir geologinės struktūros ypatybėmis. Tačiau yra išimčių - vietos, kuriose didelis šilumos srautas. Visų pirma, tai yra tektoninių gedimų, padidėjusio seisminio aktyvumo ir vulkanizmo zonos, kur žemės vidaus energija randa išeitį. Tokioms zonoms būdingos litosferos šiluminės anomalijos, čia šilumos paviršius, pasiekiantis Žemės paviršių, gali būti kelis kartus ar net pagal dydį galingesnis nei „įprastas“. Šių zonų paviršiuje didžiulį šilumos kiekį išskiria ugnikalnių išsiveržimai ir karštos vandens versmės.

Būtent šios sritys yra palankiausios geoterminės energijos plėtrai. Rusijos teritorijoje tai pirmiausia Kamčiatka, Kurilų salos ir Kaukazas.

Tuo pačiu metu geoterminę energiją galima vystyti beveik visur, nes temperatūros padidėjimas gyliu yra universalus reiškinys, o užduotis yra „išgauti“ šilumą iš žarnyno, panašiai kaip ten, kur išgaunamos mineralinės žaliavos.

Vidutiniškai temperatūra padidėja 2,5–3 ° C kas 100 m. Temperatūros skirtumo tarp dviejų taškų, esančių skirtinguose gyliuose, ir gylio skirtumo tarp jų santykis vadinamas geoterminiu gradientu.

Abipusė yra geoterminė stadija arba gylių intervalas, kai temperatūra pakyla 1 apie C.

Kuo didesnis nuolydis ir, atitinkamai, kuo žemesnis laiptelis, tuo arčiau Žemės gelmių šiluma artėja prie paviršiaus ir tuo perspektyvesnė ši sritis yra geoterminės energijos plėtrai.

Skirtingose \u200b\u200bvietose, priklausomai nuo geologinės struktūros ir kitų regioninių bei vietinių sąlygų, temperatūros padidėjimo greitis gylio atžvilgiu gali labai skirtis. Žemės mastu geoterminių nuolydžių ir pakopų verčių svyravimai siekia 25 kartus. Pavyzdžiui, Oregone (JAV) nuolydis yra 150 ° C per 1 km, o Pietų Afrikoje - 6 ° C per 1 km.

Kyla klausimas, kokia yra temperatūra dideliame gylyje - 5, 10 km ar daugiau? Išlaikant tendenciją, 10 km gylyje temperatūra turėtų būti vidutiniškai apie 250–300 ° C. Tai daugiau ar mažiau patvirtina tiesioginiai stebėjimai labai giliuose šuliniuose, nors vaizdas yra daug sudėtingesnis nei tiesinis temperatūros padidėjimas.

Pavyzdžiui, Baltijos kristaliniame skydelyje išgręžtame „Kola“ giluminiame šulinyje temperatūra iki 3 km gylio keičiasi 10 ° C / 1 km greičiu, o tada geoterminis gradientas tampa 2–2,5 karto didesnis. 7 km gylyje jau užfiksuota 120 ° C temperatūra, 10 km - 180 ° C, o 12 km - 220 ° C.

Kitas pavyzdys - gerai įrengtas šiaurinis Kaspijos jūros regionas, kur 500 m gylyje temperatūra yra 42 o С, 1,5 km - 70 o С, 2 km - 80 o С, 3 km - 108 o С.

Manoma, kad geoterminis gradientas mažėja pradedant nuo 20–30 km gylio: 100 km gylyje numatoma temperatūra yra apie 1300–1500 o С, 400 km gylyje - 1600 o С, Žemės šerdyje (gylyje virš 6000 km) - 4000–5000 o. C.

Gylyje iki 10–12 km temperatūra matuojama per gręžiamus šulinius; ten, kur jų nėra, ją lemia netiesioginiai bruožai taip pat, kaip ir didesniame gylyje. Tokie netiesioginiai požymiai gali būti seisminių bangų praleidimo pobūdis arba liejančios lavos temperatūra.

Tačiau geoterminės energijos tikslais duomenys apie temperatūrą didesniame nei 10 km gylyje dar nėra svarbūs.

Kelių kilometrų gylyje yra daug šilumos, bet kaip ją pakelti? Kartais pati gamta išsprendžia šią problemą mums naudodama natūralų aušinimo skystį - šildomus terminius vandenis, kurie kyla į paviršių arba guli mums prieinamame gylyje. Kai kuriais atvejais vanduo gilumoje yra įkaitinamas iki garo.

Nėra griežtai apibrėžta termino „terminiai vandenys“. Paprastai jie reiškia karštą skystą arba garo pavidalo požeminį vandenį, įskaitant tuos, kurie pasiekia Žemės paviršių, kai temperatūra yra aukštesnė nei 20 ° C, tai yra, paprastai, aukštesnė nei oro temperatūra.

Požeminio vandens, garo, garo ir vandens mišinių šiluma yra hidroterminė energija. Atitinkamai energija, pagrįsta jos naudojimu, vadinama hidrotermine.

Padėtis sudėtingesnė gaminant šilumą tiesiai iš sausų uolienų - naftos energijos, ypač todėl, kad pakankamai aukšta temperatūra, kaip taisyklė, prasideda nuo kelių kilometrų gylio.

Rusijoje naftos energijos potencialas yra šimtą kartų didesnis nei hidroterminės energijos - atitinkamai 3500 ir 35 trilijonai tonų standartinio kuro. Tai gana natūralu - visur yra žemės gelmių šiluma, o šiluminiai vandenys aptinkami vietoje. Tačiau dėl akivaizdžių techninių sunkumų šiluminiai vandenys šiuo metu naudojami šilumai ir elektrai gaminti.

Vanduo, kurio temperatūra yra nuo 20-30 iki 100 ° C, yra tinkamas šildymui, 150 ° C ir aukštesnei temperatūrai - ir elektrai gaminti geoterminėse elektrinėse.

Apskritai geoterminiai ištekliai Rusijoje standartinio kuro ar bet kurio kito energijos vieneto tonomis yra maždaug 10 kartų didesni nei iškastinio kuro atsargos.

Teoriškai tik dėl geoterminės energijos būtų galima visiškai patenkinti šalies energijos poreikius. Šiuo metu didžiojoje jos teritorijos dalyje tai neįmanoma dėl techninių ir ekonominių priežasčių.

Pasaulyje geoterminės energijos naudojimas dažniausiai siejamas su Islandija - šalimi, esančia Vidurio Atlanto kalnagūbrio šiauriniame gale, išskirtinai aktyvioje tektoninėje ir vulkaninėje zonoje. Tikriausiai visi prisimena galingą Eyjafjallajökullo ugnikalnio išsiveržimą 2010 m.

Būtent dėl \u200b\u200bšios geologinės specifikos Islandija turi didžiulius geoterminės energijos atsargas, įskaitant karštuosius šaltinius, pasiekiančius Žemės paviršių ir net gesintus geizerių pavidalu.

Islandijoje daugiau nei 60% visos sunaudotos energijos yra paimta iš Žemės. Įskaitant dėl \u200b\u200bgeoterminių šaltinių, tiekiama 90% šilumos ir 30% elektros energijos. Pridedame, kad likusi šalies elektros energija gaminama hidroelektrinėse, tai yra, naudojant ir atsinaujinantį energijos šaltinį, todėl Islandija atrodo kaip savotiškas pasaulinis aplinkos standartas.

XX amžiaus geoterminės energijos „sutramdymas“ labai padėjo Islandijai ekonomiškai. Iki praėjusio amžiaus vidurio ji buvo labai skurdi šalis, dabar ji užima pirmąją vietą pasaulyje pagal įrengtą pajėgumą ir geoterminės energijos gamybą vienam gyventojui ir yra dešimtuke pagal geoterminių jėgainių įrengtos galingumo absoliučią vertę. Tačiau jos gyventojų skaičius yra tik 300 tūkst. Žmonių, o tai palengvina užduotį pereiti prie ekologiškų energijos šaltinių: jo poreikiai paprastai yra nedideli.

Be Islandijos, didelę geoterminės energijos dalį bendrame elektros energijos gamybos balanse teikia Naujoji Zelandija ir Pietryčių Azijos salų valstybės (Filipinai ir Indonezija), Centrinė Amerika ir Rytų Afrika, kurių teritorija taip pat pasižymi dideliu seisminiu ir vulkaniniu aktyvumu. Šioms šalims, atsižvelgiant į dabartinį išsivystymo lygį ir poreikius, geoterminė energija reikšmingai prisideda prie socialinio ir ekonominio vystymosi.

(Pabaiga taip.)

Didžiausias sunkumas yra išvengti patogeninės mikrofloros. O sočioje ir šiltoje aplinkoje tai padaryti sunku. Net geriausiuose rūsiuose visada yra pelėsių. Todėl mums reikia reguliariai naudojamų vamzdžių valymo sistemos iš bet kokių sienelėse besikaupiančių pūkų. Ir tai padaryti su 3 metrų klojimu nėra taip paprasta. Pirmiausia į galvą ateina mechaninis metodas - teptukas. Kaip valyti kaminus. Naudojant kažkokią skystą chemiją. Arba dujos. Pvz., Jei pumpuojate fosgeną per vamzdį, tada viskas mirs ir porą mėnesių to gali pakakti. Bet visos dujos patenka į chemiją. reaguoja su drėgme vamzdyje ir, atitinkamai, nusėda jame, todėl ilgą laiką tampa oru. Ilgas vėdinimas leis atstatyti patogenus. Čia reikalingas kompetentingas požiūris ir žinios apie šiuolaikinius valymo produktus.

  Apskritai aš pasirašau po kiekvienu žodžiu! (Aš tikrai nežinau, kuo čia džiaugtis).

Šioje sistemoje matau keletą spręstinų klausimų:

1. Ar duoto šilumokaičio ilgis yra pakankamas norint jį veiksmingai naudoti (tam tikras poveikis bus būtinas, tačiau neaišku kuris)
  2. Kondensacija. Žiemą to nebus, nes per vamzdį bus pumpuojamas šaltas oras. Kondensatas kris iš vamzdžio išorės - į žemę (jis šiltesnis). Bet vasarą ... Problema yra, kaip išpumpuoti kondensatą iš 3 m gylio - aš jau galvojau padaryti uždaromą šulinio stiklinį kondensato įsiurbimo šone, kad būtų surenkamas kondensatas. Norėdami jame sumontuoti siurblį, kuris periodiškai siurbtų kondensatą ...
  3. Manoma, kad kanalizacijos vamzdžiai (plastikiniai) yra sandarūs. Jei taip, tada aplink jį esantis požeminis vanduo neturėtų prasiskverbti į vidų ir neturėtų paveikti oro drėgmės. Todėl manau, kad drėgmės (kaip ir rūsyje) ten nebus. Bent jau žiemą. Manau, kad rūsys drėgnas dėl prastos ventiliacijos. Pelėsiai nemėgsta saulės ir skersvėjų (vamzdyje bus juodraščių). Ir dabar kyla klausimas, kaip sandarūs kanalizacijos vamzdžiai žemėje? Kiek jiems metų? Faktas yra tas, kad šis projektas yra susijęs su tuo, kad tranšėjos kasamos nuotekoms (jis bus 1-1,2 m gylyje), tada izoliacija (putų polistirenas) ir, saugiau, žemės akumuliatorius). Tai reiškia, kad slėgio mažinimo metu ši sistema nėra taisoma - aš jos nekasinsiu - tiesiog padėjau į žemę ir viskas.
4. Vamzdžių valymas. Galvojau, kad gerai atliksiu patikrinimą. Dabar yra mažiau „intuicionizmo“ dėl šios priežasties - požeminio vandens - gali pasirodyti, kad jis bus užtvindytas, o NULIS nebus naudingas. Be šulinio nėra daug variantų:
   a. Pataisymai atliekami iš abiejų pusių (kiekvieno 110 mm vamzdžio), kurie patenka į paviršių, į vamzdį traukiamas nerūdijantis kabelis. Valymui prie jo pritvirtiname kvachą. Minusas - į paviršių patenka krūva vamzdžių, kurie turės įtakos akumuliatoriaus temperatūrai ir hidrodinaminiam veikimui.
  b. periodiškai užpilkite vamzdžius vandeniu, pavyzdžiui, balikliu (arba kitu dezinfekavimo priemone), siurbdami vandenį iš kondensato šulinio kitame vamzdžių gale. Tada džiovinu vamzdžius oru (galbūt tuo pačiu režimu - iš namų į išorę, nors man ši mintis nelabai patinka).
  5. Nebus pelėsių (grimzlės). bet kiti mikroorganizmai, kurie gyvena geriant - labai. Galima tikėtis žiemos režimo - šaltas, sausas oras gerai dezinfekuoja. Apsaugojimo galimybė yra filtras prie įėjimo į akumuliatorių. Arba ultravioletiniai (brangūs)
  6. Ar sunku tokiu oru vesti orą?
   Įleidimo filtras (plonas tinklelis)
   -\u003e pasukite 90 laipsnių žemyn
   -\u003e 4m 200mm vamzdis žemyn
   -\u003e srauto padalijimas į 4 110 mm vamzdžius
   -\u003e 10 metrų horizontaliai
   -\u003e pasukite 90 laipsnių žemyn
   -\u003e 1 metro žemyn
   -\u003e 90 laipsnių pasukimas
   -\u003e 10 metrų horizontaliai
   -\u003e srauto surinkimas 200 mm vamzdyje
   -\u003e 2 metrai aukštyn
   -\u003e pasukite 90 laipsnių (į namą)
   -\u003e filtravimo popierius arba medžiaginė kišenė
   -\u003e ventiliatorius

Mes turime 25 m vamzdžių, 6 posūkius 90 laipsnių kampu (posūkį galima padaryti sklandžiau - 2x45), 2 filtrus. Noriu 300–400m3 / h. Greitis ~ 4m / s

Aprašymas:

Skirtingai nuo „tiesioginio“ didelio potencialo geoterminės šilumos (hidroterminių išteklių) naudojimo, beveik visur galima naudoti gruntą iš žemės paviršiaus sluoksnių kaip mažo potencialo šiluminės energijos šaltinį geoterminių šilumos siurblių šilumos tiekimo sistemoms (GTST). Šiuo metu pasaulyje ji yra viena iš dinamiškiausiai besivystančių netradicinių atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimo sričių.

Geoterminio šilumos siurblio šildymo sistemos ir jų naudojimo efektyvumas Rusijos klimato sąlygomis

G. P. Vasiljevas, „INSOLAR-INVEST OJSC“ mokslinis direktorius

Skirtingai nuo „tiesioginio“ didelio potencialo geoterminės šilumos (hidroterminių išteklių) naudojimo, beveik visur galima naudoti gruntą iš žemės paviršiaus sluoksnių kaip mažo potencialo šiluminės energijos šaltinį geoterminių šilumos siurblių šilumos tiekimo sistemoms (GTST). Šiuo metu pasaulyje ji yra viena iš dinamiškiausiai besivystančių netradicinių atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimo sričių.

Žemės paviršiaus sluoksnių dirvožemis iš tikrųjų yra neribotos galios šilumos akumuliatorius. Dirvožemio šiluminis režimas susidaro veikiant dviem pagrindiniams veiksniams - saulės spinduliuotės paviršiui ir radiogeninės šilumos srautui iš žemės žarnų. Sezoniniai ir kasdieniniai saulės radiacijos intensyvumo ir lauko oro temperatūros pokyčiai sukelia viršutinių dirvožemio sluoksnių temperatūros svyravimus. Kasdieninių lauko oro temperatūros svyravimų įsiskverbimo gylis ir saulės spinduliuotės intensyvumas, atsižvelgiant į konkrečias dirvožemio ir klimato sąlygas, svyruoja nuo kelių dešimčių centimetrų iki pusantro metro. Lauko oro temperatūros sezoninių svyravimų ir patenkančios saulės spinduliuotės intensyvumo prasiskverbimo gylis paprastai neviršija 15–20 m.

Grunto sluoksnių, esančių žemiau šio gylio („neutrali zona“), šiluminis režimas susidaro veikiant šiluminei energijai, sklindančiai iš Žemės žarnų, ir praktiškai nepriklauso nuo sezoninių ir dar daugiau kasdieninių išorinio klimato parametrų pokyčių (1 pav.). Didėjant gyliui, dirvožemio temperatūra taip pat didėja atsižvelgiant į geoterminį nuolydį (maždaug 3 ° C kas 100 m). Radioaktyviosios šilumos, sklindančios iš žemės žarnų, srauto dydis įvairiose vietose skiriasi. Paprastai ši vertė yra 0,05–0,12 W / m 2.

1 pav

GTST eksploatacijos metu dirvožemio masė, esanti mažo potencialo dirvožemio šilumos kaupimo sistemos (šilumos surinkimo sistemos) dirvožemio šilumokaičio vamzdžių registro paveiktoje zonoje, dėl sezoninių lauko klimato pokyčių, taip pat veikiant šilumos apkrovos sistemos eksploatacinėms apkrovoms, paprastai yra pakartotinai užšaldoma ir atšildymas. Šiuo atveju natūraliai pasikeičia drėgmės agregacijos būsena, esanti dirvožemio porose ir paprastai esanti tiek skystoje, tiek kietoje ir dujinėje fazėse. Be to, porėtose kapiliarinėse sistemose, kurios yra šilumos kaupimo sistemos dirvožemio masė, drėgmės buvimas porų erdvėje daro pastebimą poveikį šilumos paskirstymo procesui. Teisingas šios įtakos apskaita šiandien yra susijęs su reikšmingais sunkumais, kurie, visų pirma, yra susiję su aiškių minčių apie kietų, skystų ir dujinių drėgmės fazių pasiskirstymą vienoje ar kitoje sistemos struktūroje prigimtimi nebuvimu. Jei didžiojoje dirvožemio masės dalyje yra temperatūros gradientas, vandens garų molekulės juda į vietas, kuriose yra mažesnis temperatūros potencialas, tačiau tuo pat metu, veikiant gravitacinėms jėgoms, skysčio fazėje vyksta priešingai nukreiptas drėgmės srautas. Be to, viršutinių dirvožemio sluoksnių temperatūrą įtakoja atmosferos kritulių drėgmė, taip pat požeminis vanduo.

Vadinamasis „informatyvusis neapibrėžtumas“ matematiniuose modeliuose, apibūdinančiuose panašius procesus, arba, kitaip tariant, patikimos informacijos apie poveikį aplinkos sistemai (atmosferos ir dirvožemio masės, esančios už šilumos surinkimo sistemos dirvožemio šilumokaičio paveiktos zonos ribų) ir jų aproksimavimo ypatingas sudėtingumas. Iš tiesų, jei poveikio aplinkos klimato sistemai suderinimas, nors ir sudėtingas, vis tiek gali būti įgyvendintas su tam tikromis „kompiuterio laiko“ sąnaudomis ir esamų modelių naudojimu (pvz., „Tipiškais klimato metais“), tada iškilo problema, kaip atsižvelgti į atmosferos poveikį modelyje. Poveikiai (rasa, rūkas, lietus, sniegas ir kt.), taip pat apytikslis šiluminio poveikio dirvožemio masei, esančio požeminių ir aplinkinių dirvožemio sluoksnių, šilumos kaupimo sistema, šiandien praktiškai netirpsta ir gali pasukti atskirų tyrimų objektą. Pavyzdžiui, menkos žinios apie požeminio vandens filtravimo srautų formavimo procesus, jų greičio režimą, taip pat neįmanoma gauti patikimos informacijos apie dirvožemio sluoksnių šilumos ir drėgmės režimą žemiau dirvožemio šilumokaičio paveiktos zonos, žymiai apsunkina užduotį sudaryti teisingą matematinį mažo potencialo šilumos surinkimo sistemos šiluminio režimo modelį. dirvožemis.

Norint įveikti aprašytus sunkumus, kylančius projektuojant GTST, gali būti rekomenduotas sukurtas ir praktikoje išbandytas dirvožemio šilumos surinkimo sistemų šiluminio režimo matematinio modeliavimo metodas ir metodas, kuriuo atsižvelgiama į drėgmės fazinius perėjimus šilumos kaupimo sistemų masės masyvo porų erdvėje.

Metodo esmė susideda iš svarstant, kuriant matematinį modelį, skirtumą tarp dviejų užduočių: „pagrindinės“ problemos, apibūdinančios dirvožemio šiluminį režimą natūralioje būsenoje (be šilumos kaupimo sistemos dirvožemio šilumokaičio įtakos), ir spręstinos problemos, apibūdinančios dirvožemio masės šiluminį režimą šilumnešiais (šaltiniais). Dėl to šis metodas leidžia gauti sprendimą dėl tam tikros naujos funkcijos, kuri yra šilumos kriauklių įtakos natūraliam dirvožemio šiluminiam režimui ir lygaus temperatūrų skirtumo tarp dirvožemio masės natūralioje būsenoje ir dirvožemio masės su kanalizacijomis (šilumos šaltiniais) - su šilumos kaupimo sistemos antžeminiu šilumokaičiu. Šio metodo panaudojimas konstruojant mažo potencialo dirvožemio šilumos kaupimo sistemų šiluminio režimo matematinius modelius leido ne tik apeiti sunkumus, susijusius su apytiksliu išorės poveikiu šilumos surinkimo sistemai, bet ir modeliuose naudoti informaciją apie natūralų dirvožemio šiluminį režimą, eksperimentiškai gautą oro stočių. Tai leidžia iš dalies atsižvelgti į visą veiksnių kompleksą (tokius kaip požeminio vandens buvimas, jų greitis ir šiluminiai režimai, dirvožemio sluoksnių struktūra ir vieta, „šiluminis“ Žemės fonas, krituliai, drėgmės fazinės transformacijos porų erdvėje ir daug daugiau), kurie daro didelę įtaką šilumos surinkimo sistemos šiluminio režimo sudarymas ir kurio bendra apskaita griežtai apibūdinant problemą yra praktiškai neįmanoma.

Drėgmės fazių perėjimo į dirvožemio masės porų tarpus GTF apskaičiavimo metodas grindžiamas nauja „lygiaverčio“ dirvožemio šilumos laidumo idėja, kuri nustatoma pakeičiant dirvožemio cilindro, užšalusio aplink dirvožemio šilumokaičio vamzdžius, šiluminio režimo problemą „lygiaverte“ kvazistacine problema, kai yra artimas temperatūros laukas ir ta pati riba. sąlygomis, tačiau esant kitokiam „lygiaverčiam“ šilumos laidumui.

Svarbiausias uždavinys, kuris turi būti išspręstas projektuojant pastatų geoterminio šilumos tiekimo sistemas, yra detalus statybvietės klimato energetinio potencialo įvertinimas ir tuo remiantis pateikiant išvadą apie vienos ar kitos GTST grandinės projekto taikymo efektyvumą ir pagrįstumą. Dabartiniuose norminiuose dokumentuose pateiktos apskaičiuotos klimato parametrų vertės nepateikia išsamaus išorinio klimato aprašymo, jo kintamumo pagal mėnesius, taip pat tam tikrais metų laikotarpiais - šildymo sezono, perkaitimo laikotarpio ir kt., Todėl, priimdami sprendimą dėl geoterminės šilumos potencialo, įvertinkite jo galimybę. derinant su kitais natūraliais mažo potencialo šilumos šaltiniais, įvertinant jų (šaltinių) temperatūros lygį metiniame cikle, būtina pritraukti išsamesnius klimato veiksnius duomenys, nurodyti, pavyzdžiui, SSRS klimato vadove (L .: Gidromethioizdat. 1–34 leidimas).

Tarp tokios informacijos apie klimatą mūsų atveju pirmiausia reikėtų išskirti:

- duomenys apie vidutinę mėnesio dirvožemio temperatūrą skirtinguose gyliuose;

- duomenys apie saulės spinduliuotės patekimą į įvairiai orientuotus paviršius.

Lentelėje. 1–5 paveiksluose pateikti duomenys apie vidutinę mėnesio dirvožemio temperatūrą įvairiuose Rusijos miestuose esant įvairiems gyliams. Lentelėje. 1 paveiksle parodyta vidutinė mėnesinė dirvožemio temperatūra 23 Rusijos Federacijos miestuose 1,6 m gylyje, kuri atrodo racionaliausia atsižvelgiant į dirvožemio temperatūros potencialą ir horizontalių žemės šilumokaičių gamybos mechanizavimo galimybes.

1 lentelė Kai kuriuose Rusijos miestuose mėnesinė vidutinė dirvožemio temperatūra 1,6 m gylyje

Miestas Aš II III IV V VI VII VIII IX X Xi XII Archangelskas 4,0 3,5 3,1 2,7 2,5 3,0 4,5 6,0 7,1 7,0 6,1 4,9 Astrachanė 7,5 6,1 5,9 7,3 11 14,6 17,4 19,1 19,1 16,7 13,6 10,2 Barnaulas 2,6 1,7 1,2 1,4 4,3 8,2 11,0 12,4 11,6 9,2 6,2 3,9 Bratskas 0,4 -0,2 -0,6 -0,5 -0,2 0 3,0 6,8 7,2 5,4 2,9 1,4 Vladivostoke 3,7 2,0 1,2 1,0 1,5 5,3 9,1 12,4 13,8 12,7 9,7 6,4 Irkutskas -0,8 -2,8 -2,7 -1,1 -0,5 -0,2 1,7 5,0 6,7 5,6 3,2 1,2 Komsomolskas    ant Amūro 0,8 -0,4 -0,9 -0,4 0 1,9 6,7 10,5 11,3 9,0 5,5 2,7 Magadanas -6,5 -8,0 -8,8 -8,7 -3,9 -2,6 -0,8 0,1 0,4 0,1 -0,2 -2,0 Maskva 3,8 3,2 2,7 3,0 6,2 9,6 12,1 13,4 12,5 10,1 7,3 5,0 Murmanskas 0,7 0,3 0 -0,3 -0,3 0,2 4,0 6,7 6,6 4,2 2,7 1,0 Novosibirskas 2,1 1,2 0,6 0,5 1,3 5,0 9,1 11,3 10,9 8,8 5,8 3,6 Orenburgas 4,1 2,6 1,9 2,2 4,9 8,0 10,7 12,4 12,6 11,2 8,6 6,0 Permė 2,9 2,3 1,9 1,6 3,4 7,2 10,5 12,1 11,5 9,0 6,0 4,0 Petropavlovskas    Kamchatskis 2,6 1,9 1,5 1,1 1,2 3,4 6,7 9,1 9,6 8,3 5,6 3,8 Rostovas prie Dono 8,0 6,6 5,9 6,8 9,9 12,9 15,5 17,3 17,5 15,8 13,0 10,0 Salekhardas 1,6 1,0 0,7 0,5 0,4 0,9 3,9 6,8 7,1 5,6 3,5 2,3 Sočis 11,2 9,8 9,6 11,0 13,4 16,2 18,9 20,8 21,0 19,2 16,8 13,5 Turukhanskas 0,9 0,5 0,2 0 0 0,1 1,6 6,2 6,4 4,5 2,8 1,8 Turas -0,9 -0,3 -5,2 -5,3 -3,2 -1,6 -0,7 1,2 2,0 0,7 0 -0,2 Banginis -6,9 -8,0 -8,6 -8,7 -6,3 -1,2 -0,4 0,1 0,2 0 -0,8 -3,7 Chabarovskas 0,3 -1,8 -2,3 -1,1 -0,4 2,5 9,5 13,3 13,5 10,9 6,7 3,0 Jakutske -5,6 -7,4 -7,9 -7,0 -4,1 -1,8 0,3 1,5 1,1 0,1 -0,1 -2,4 Jaroslavlis 2,8 2,2 1,9 1,7 3,9 7,8 10,7 12,4 11,5 9,5 6,3 3,9

2 lentelė Stavropolio dirvožemio temperatūra (dirvožemis - chernozemas)

Gylis, m Aš II III IV V VI VII VIII IX X Xi XII 0,4 1,2 1,3 2,7 7,7 13,8 17,9 20,3 19,6 15,4 11,4 6,0 2,8 0,8 3,0 1,9 2,5 6,0 11,5 15,4 17,6 17,6 15,3 12,2 7,8 4,6 1,6 5,0 4,0 3,8 5,3 8,8 12,2 14,4 15,7 15,1 12,7 9,7 6,8 3,2 8,9 8,0 7,4 7,4 8,4 9,9 11,3 12,6 13,2 12,7 11,6 10,1

3 lentelė    Dirvožemio temperatūra Jakutske    (smėlingas smėlio dirvožemis, sumaišytas su humusu, smėlis žemiau)

Gylis, m Aš II III IV V VI VII VIII IX X Xi XII 0,2 -19,2 -19,4 -16,2 -7,9 4,3 13,4 17,5 15,5 7,0 -3,1 -10,8 -15,6 0,4 -16,8 17,4 -15,2 -8,4 2,5 11,0 15,0 13,8 6,7 -1,9 -8,0 -12,9 0,6 -14,3 -15,3 -13,7 -8,5 0,2 7,9 12,1 11,8 6,2 -0,5 -5,2 -10,3 0,8 -12,4 -14,1 -12,7 -8,4 -1,4 5,0 9,4 9,6 5,3 0 -3,4 -8,1 1,2 -8,7 -10,2 -10,2 -8,0 -3,3 0,1 4,1 5,0 2,8 0 -0,9 -4,9 1,6 -5,6 -7,4 -7,9 -7,0 -4,1 -1,8 0,3 1,5 1,1 0,1 -0,1 -2,4 2,4 -2,6 -4,4 -5,4 -5,6 -4,4 -3,0 -2,0 -1,4 -1,0 -0,9 -0,9 -1,0 3,2 -1,7 -2,6 -3,8 -4,4 -4,2 -3,4 -2,8 -2,3 -1,9 -1,8 -1,6 -1,5

4 lentelė Dirvožemio temperatūra Pskove (dugnas, priemolio dirva, podirvis - molis)

Gylis, m Aš II III IV V VI VII VIII IX X Xi XII 0,2 -0,8 -1,1 -0,3 3,3 11,4 15,1 19 17,2 12,3 6,7 2,6 0,2 0,4 0,6 0 0 2,4 9,6 13,5 16,9 16,5 12,9 7,8 4,2 1,7 0,8 1,7 0,9 0,8 2,0 7,8 11,6 15,0 15,6 13,2 8,8 5,4 2,9 1,6 3,2 2,4 1,9 2,2 5,6 9,2 11,9 13,2 12,0 9,7 6,9 4,6

5 lentelė Dirvožemio temperatūra Vladivostoke (ruda akmenuota, biri dirva)

Gylis, m Aš II III IV V VI VII VIII IX X Xi XII 0,2 -6,1 -5,5 -1,3 2,7 9,3 14,8 18,9 21,2 18,4 11,6 3,2 -2,3 0,4 -3,7 -3,8 -1,1 1,0 7,3 12,7 16,7 19,5 17,5 12,3 5,2 0,2 0,8 -0,1 -1,4 -0,6 0 4,4 10,4 14,2 17,3 17,0 13,5 7,8 2,9 1,6 3,6 2,0 1,3 1,1 2,9 7,7 11,0 14,2 15,4 13,8 10,2 6,4 3,2 8,0 6,4 5,2 4,4 4,2 5,5 7,5 9,4 11,3 12,4 11,7 10

Lentelėse pateikta informacija apie natūralią dirvožemio temperatūros kaitą iki 3,2 m gylyje (tai yra „darbiniame“ dirvožemio sluoksnyje GTST su horizontaliu dirvožemio šilumokaičio išdėstymu) aiškiai parodo galimybę naudoti dirvožemį kaip mažo potencialo šilumos šaltinį. Akivaizdus palyginti nedidelis Rusijos sluoksnių, esančių tame pačiame gylyje, temperatūros pokyčiai. Pavyzdžiui, Stavropolio mieste žemiausia dirvožemio temperatūra 3,2 m gylyje nuo paviršiaus yra 7,4 ° С, o Jakutsko mieste - (–4,4 ° С); atitinkamai dirvožemio temperatūros intervalas tam tikrame gylyje yra 11,8 laipsnio. Šis faktas leidžia tikėtis, kad bus sukurta pakankamai suvienyta šilumos siurblio įranga, tinkama eksploatuoti praktiškai visoje Rusijoje.

Kaip matyti iš lentelių, būdingas natūralaus dirvožemio temperatūros režimo bruožas yra minimalios dirvožemio temperatūros vėlavimas, palyginti su minimalios lauko temperatūros atvykimo laiku. Sausio mėnesį visur stebima minimali lauko temperatūra, žemiausia temperatūra 1,6 m gylyje Stavropolyje - kovo mėn., Jakutske - kovo mėn., Sočyje - kovo mėn., Vladivostoke - balandžio mėn. . Taigi akivaizdu, kad tuo metu, kai dirvožemyje susidaro minimalios temperatūros, sumažėja šilumos siurblio šilumos tiekimo sistemos apkrova (pastato šilumos nuostoliai). Šis momentas atveria gana rimtas galimybes sumažinti įdiegtą GTST pajėgumą (taupyti kapitalo sąnaudas) ir į tai reikia atsižvelgti kuriant.

Norint įvertinti geoterminių šilumos siurblių šilumos tiekimo sistemų naudojimo efektyvumą Rusijos klimato sąlygomis, buvo atliktas Rusijos Federacijos teritorijos zonavimas atsižvelgiant į mažo potencialo geoterminės šilumos panaudojimo šilumos tiekimo tikslams efektyvumą. Zonavimas buvo atliktas remiantis skaitmeninių eksperimentų, skirtų imituoti GTST veikimo sąlygas įvairių Rusijos Federacijos regionų klimato sąlygomis, rezultatais. Skaitmeniniai eksperimentai buvo atlikti hipotetinio dviejų aukštų kotedžo, kurio šildomas plotas yra 200 m 2, pavyzdžiu, kuriame įrengta geoterminio šilumos siurblio šilumos tiekimo sistema. Minėtos namo išorinės uždaromosios konstrukcijos pasižymi tokiu mažesniu atsparumu šilumos perdavimui:

- išorinės sienos - 3,2 m 2 h ° C / W;

- langai ir durys - 0,6 m 2 h ° C / W;

- dangos ir lubos - 4,2 m 2 h ° C / W.

Atliekant skaitinius eksperimentus buvo atsižvelgiama į:

- dirvožemio šilumos kaupimo su mažu geoterminės energijos suvartojimo tankiu sistema;

- horizontali šilumos surinkimo iš 0,05 m skersmens ir 400 m ilgio polietileno vamzdžių sistema;

- dirvožemio šilumos kaupimo su dideliu geoterminės energijos suvartojimo tankiu sistema;

- vertikali šilumos surinkimo iš vieno šiluminio šulinio sistema, kurios skersmuo yra 0,16 m, o ilgis - 40 m.

Tyrimai parodė, kad šiluminės energijos sunaudojimas iš dirvožemio masės šildymo sezono pabaigoje lemia dirvožemio temperatūros sumažėjimą šalia šilumos surinkimo sistemos vamzdžių registro, kurį daugumos Rusijos Federacijos dirvožemio ir klimato sąlygos neturi laiko kompensuoti vasaros sezono metu, o iki kito šildymo sezono pradžios dirvožemis. išeina su sumažinta temperatūra. Šilumos energijos sunaudojimas kitą šildymo sezoną dar labiau sumažina dirvožemio temperatūrą, o iki trečiojo šildymo sezono pradžios jo temperatūros potencialas dar labiau skiriasi nuo natūralaus. Ir taip toliau ... Tačiau ilgalaikio šilumos kaupimo sistemos šiluminio poveikio apvalkalai natūraliai dirvožemio temperatūrai turi ryškų eksponentinį pobūdį, o iki penktų darbo metų dirvožemis pereina į naują režimą, artimą periodiniam, tai yra, pradedant penktaisiais metais. veikimas, ilgalaikis šilumos energijos suvartojimas iš šilumos kaupimo sistemos dirvožemio masės yra lydimas periodinių jos temperatūros pokyčių. Taigi, planuojant Rusijos Federacijos teritoriją, reikėjo atsižvelgti į dirvožemio masės temperatūros kritimą, atsirandantį dėl ilgalaikio šilumos surinkimo sistemos veikimo, ir kaip apskaičiuotus dirvožemio masės temperatūros parametrus naudoti naudoti dirvožemio temperatūrą, numatomą 5-iems GTS eksploatavimo metams. Atsižvelgiant į šią aplinkybę, zonuojant Rusijos Federacijos teritoriją pagal ŠESD naudojimo efektyvumą, geoterminio šilumos siurblio šilumos tiekimo sistemos efektyvumo kriterijumi buvo pasirinktas vidutinis šilumos perdavimo koeficientas K p tr 5-iems veiklos metams, tai yra ŠESD pagamintos naudingos šilumos energijos ir sunaudotos energijos santykis. savo pavara ir apibūdina idealų Carnot termodinaminį ciklą:

Norėdami mp \u003d T o / (T o - T u), (1)

kur T o yra šilumos, nukreiptos į šildymo ar šilumos tiekimo sistemą, potencialas, K;

T ir - šilumos šaltinio temperatūros potencialas, K.

Šilumos siurblio šilumos tiekimo sistemos transformacijos koeficientas K tr rodo šilumos energijos, naudojamos vartotojo šilumos tiekimo sistemoje, santykį su energija, sunaudota dujiniam terminio apdorojimo įrenginiui eksploatuoti, ir yra skaitmeniškai lygus gaunamos šilumos kiekiui temperatūrose T o ir T bei energijos vienetui, sunaudotam dujų šilumos siurblio sistemoje. . Faktinis transformacijos koeficientas skiriasi nuo idealaus, aprašyto (1) formule, koeficiento h reikšme, kurioje atsižvelgiama į HSTC termodinaminio tobulumo laipsnį ir negrįžtamus energijos nuostolius vykdant ciklą.

Skaitmeniniai eksperimentai buvo atlikti naudojantis „INSOLAR-INVEST OJSC“ sukurta programa, kuri nustato optimalius šilumos surinkimo sistemos parametrus, atsižvelgiant į statybvietės klimatines sąlygas, pastato šilumos izoliacijos savybes, šilumos siurblio įrangos, cirkuliacinių siurblių, šildymo sistemos šildymo prietaisų eksploatacines charakteristikas, taip pat jų režimus. operacija. Programa remiasi anksčiau aprašytu mažo potencialo dirvožemio šilumos kaupimo sistemų šiluminio režimo matematinių modelių sudarymo metodu, kuris, pasinaudodamas eksperimentiškai gauta informacija apie natūralų dirvožemio šiluminį režimą, apeidavo sunkumus, susijusius su modelių informaciniu neapibrėžtumu ir išorinių poveikių suderinimu, leidžiančiu iš dalies atsižvelgti į visas veiksnių kompleksas (pavyzdžiui, požeminio vandens buvimas, jų greitis ir šiluminiai režimai, struktūra ir vieta) dirvožemio sluoksniai, „šiluminis“ Žemės fonas, atmosferos krituliai, fazės drėgmės virsmai porų erdvėje ir daug daugiau), kurie reikšmingai veikia šilumos surinkimo sistemos šiluminio režimo formavimąsi ir kurių bendra apskaita griežtai apibūdinant problemą šiandien yra praktiškai neįmanoma. „Pagrindinės“ problemos sprendimui mes panaudojome SSRS klimato vadovo duomenis (L .: Gidromethioizdat. 1–34 leidimas).

Programa iš tikrųjų leidžia išspręsti GTST konfigūracijos kelių parametrų optimizavimo problemą konkrečioje pastato ir konstrukcijos srityje. Tuo pat metu tikslinė optimizavimo užduoties funkcija yra minimalios metinės energijos sąnaudos GTST veikimui, o optimizavimo kriterijai yra dirvožemio šilumokaičio vamzdžių spindulys, jo (šilumokaičio) ilgis ir gylis.

Skaitmeninių eksperimentų ir Rusijos teritorijos zonavimo rezultatai dėl mažo potencialo geoterminės šilumos panaudojimo pastatų šilumos tiekimui efektyvumo yra pateikti grafine forma pav. 2–9.

Fig. 2 paveiksle pavaizduotos geoterminio šilumos siurblio šilumos tiekimo sistemų su horizontaliomis šilumos surinkimo sistemomis transformacijos koeficiento vertės ir izolinai, o 2 pav. 3 - skirtas GTST su vertikaliomis šilumos surinkimo sistemomis. Kaip matyti iš skaičių, maksimalių K r mp verčių horizontaliose šilumos surinkimo sistemose 4,24 ir vertikaliųjų 4,14 galima tikėtis Rusijos pietuose, o minimalių verčių atitinkamai 2,87 ir 2,73 šiaurėje, Ulenoje. Centrinėje Rusijoje horizontalių šilumos surinkimo sistemų K p tr vertės yra 3,4–3,6, vertikalių sistemų - 3–3,4. Gana aukštos K p tr (3.2–3.5) reikšmės pritraukia Tolimųjų Rytų regionus ir vietoves, kuriose tradiciškai sudėtingos degalų tiekimo sąlygos. Matyt, Tolimieji Rytai yra prioritetinis GTST įgyvendinimo regionas.

Fig. 4 paveiksle pavaizduotos „horizontalios“ GTST + PD (smailės arčiau esančios pavaros) konkretaus metinio energijos suvartojimo vertės ir izolinai, įskaitant energijos suvartojimą šildymui, vėdinimui ir karšto vandens tiekimui, sumažintą iki 1 m 2 šildomo ploto, ir pav. 5 - skirtas GTST su vertikaliomis šilumos surinkimo sistemomis. Kaip matyti iš skaičių, metinis savitasis energijos suvartojimas kuriant horizontalią dujų turbinų elektrinę, sumažintą iki 1 m 2 šildomo pastato ploto, svyruoja nuo 28,8 kW h / (m 2 metais) Rusijos pietuose iki 241 kW h / (m 2 metams). Jakutske ir vertikaliojoje GTST atitinkamai nuo 28,7 kWh / / (m 2 metai) pietuose ir iki 248 kWh / / (m 2 metai) Jakutske. Jei padaugintume konkrečios vietovės paveiksluose parodyto metinio savitojo energijos suvartojimo vertę, važiuodami GTS, su šios vietos verte K p tr, sumažinta 1, gautume GTS sutaupytą energijos kiekį su 1 m 2 šildomo ploto per metus. Pavyzdžiui, Maskvoje vertikalaus GTST atveju ši vertė bus 189,2 kWh nuo 1 m 2 per metus. Palyginimui galime paminėti savitojo energijos suvartojimo vertes, nustatytas pagal Maskvos energijos taupymo MGSN 2.01–99 standartus, mažaaukščiams pastatams, kurių lygis yra 130, o aukštybiniams pastatams - 95 kWh / (m 2). Tuo pačiu metu MGSN 2.01–99 standartizuotas energijos suvartojimas apima tik šildymo ir vėdinimo energijos sąnaudas, mūsų atveju į energijos sąnaudas įskaičiuojamos karšto vandens tiekimo energijos sąnaudos. Faktas yra tas, kad pagal dabartinius standartus galiojantis požiūris į pastato eksploatavimo energijos sąnaudų vertinimą paskirsto pastato šildymo ir vėdinimo energijos sąnaudas ir jo karšto vandens tiekimo energijos sąnaudas atskirais gaminiais. Tuo pačiu metu karšto vandens tiekimo energijos sąnaudos nėra standartizuotos. Šis požiūris neatrodo teisingas, nes karšto vandens tiekimo energijos sąnaudos dažnai yra proporcingos šildymo ir vėdinimo energijos sąnaudoms.

Fig. 6 paveiksle pavaizduotos smailių artimųjų elementų šiluminės galios (PD) ir horizontaliosios GTS instaliuotosios galios racionalaus santykio vertės ir kontūrai vieneto dalimis, ir Fig. 7 - skirtas GTST su vertikaliomis šilumos surinkimo sistemomis. Racionalaus smailės artimojo šiluminės galios ir GTST sumontuotosios elektros galios (neįskaitant PD) racionalaus santykio kriterijus buvo minimalus metinis energijos suvartojimas GTST + PD pavarai. Kaip matyti iš paveikslėlių, terminio PD ir elektrinių dujų turbinų (be dujų) racionalus santykis skiriasi nuo 0 Rusijos pietuose iki 2,88 horizontalioje dujų turbinoje ir 2,92 vertikalių sistemų Jakutske. Rusijos Federacijos teritorijos centrinėje juostoje racionalus arčiau esančios šiluminės galios ir sumontuotosios GTST + PD elektrinės galios santykis yra horizontalus ir vertikalus GTST per 1.1–1.3. Šioje vietoje reikia pagulėti išsamiau. Faktas yra tas, kad keičiant, pavyzdžiui, elektrinį šildymą centrinėje Rusijos juostoje, mes iš tikrųjų turime galimybę 35–40% sumažinti šildomame pastate sumontuotos elektros įrangos galią ir atitinkamai sumažinti „RAO UES“ reikalaujamą elektros energiją, kuri šiandien „kainuoja“. „Apie 50 tūkstančių rublių. už 1 kW name įrengtos elektros energijos. Taigi, pavyzdžiui, kotedžui, kurio apskaičiuoti šilumos nuostoliai per šalčiausią penkių dienų laikotarpį yra lygūs 15 kW, sutaupysime 6 kW įdiegtos elektros energijos ir atitinkamai apie 300 tūkstančių rublių. arba .5 11,5 tūkst. JAV dolerių. Šis skaičius yra beveik lygus tokios šiluminės galios GTST kainai.

Taigi, jei teisingai atsižvelgiama į visas išlaidas, susijusias su pastato prijungimu prie centralizuoto elektros energijos tiekimo, paaiškėja, kad esant dabartiniams elektros tarifams ir prisijungimui prie centralizuotų energijos tiekimo tinklų Rusijos Federacijos centrinėje zonoje, net ir vienkartinėms GTTS sąnaudoms pasirodyti, jis yra pelningesnis nei elektrinis šildymas, jau nekalbant apie 60 % sutaupytos energijos.

Fig. 8 paveiksle pavaizduotos šiluminės energijos savitasis sunkis, apskaičiuotas per metus pagal smailės artiklį (PD), procentais, atsižvelgiant į bendrą horizontaliosios GTST + PD sistemos energijos suvartojimą procentais, ir pav. 9 - skirtas GTST su vertikaliomis šilumos surinkimo sistemomis. Kaip matyti iš skaičių, šiluminės energijos dalis, kurią per metus sukuria smailės artėjimas (PD), bendrame metiniame sistemos suvartojamos energijos kiekyje, horizontalioji GTST + PD svyruoja nuo 0% pietų Rusijoje iki 38–40% Jakutske ir Turo mieste. vertikaliojo GTST + PD atveju atitinkamai nuo 0% pietuose ir iki 48,5% Jakutsko mieste. Rusijos centrinėje juostoje šios vertikaliųjų ir horizontaliųjų GTST vertės yra apie 5–7%. Tai yra nedidelės energijos sąnaudos, ir šiuo atžvilgiu turite būti atidūs pasirinkdami arčiau esančią piką. Racionaliausi, kalbant apie konkrečias kapitalo investicijas į 1 kW galią ir automatiką, yra didžiausi elektros laidininkai. Atkreiptinas dėmesys į granulinių katilų naudojimą.

Baigdamas norėčiau pakalbėti apie labai svarbų klausimą: racionalaus pastatų šiluminės apsaugos lygio pasirinkimo problemą. Ši problema šiandien reiškia labai rimtą užduotį, kurios sprendimas reikalauja rimtos skaitmeninės analizės, atsižvelgiant į mūsų klimato specifiką ir taikomos inžinerinės įrangos ypatybes, centralizuotų tinklų infrastruktūrą, taip pat į ekologinę situaciją miestuose, kuri blogėja tiesiogine mūsų akimis ir dar daug daugiau. Akivaizdu, kad šiandien jau neteisinga suformuluoti bet kokius reikalavimus pastato apvalkalams, neatsižvelgiant į jo (pastato) sąsajas su klimatu ir energijos tiekimo sistema, komunalinėmis paslaugomis ir kt. Todėl artimiausiu metu racionalaus šiluminės apsaugos lygio pasirinkimo problemos sprendimas bus įmanomas tik tada. Remiantis pastatų komplekso + energijos tiekimo sistemos + klimato + aplinkos kaip vienos ekologinės energijos sistemos vertinimu ir laikantis šio požiūrio, GTST konkurencinius pranašumus vidaus rinkoje sunku pervertinti. MB.

Literatūra

1. Sanner B. Šilumos siurblių žemės šilumos šaltiniai (klasifikacija, charakteristikos, pranašumai). Geoterminių šilumos siurblių kursai, 2002 m.

2. Vasiliev G. P. Ekonomiškai pagrįstas pastatų šiluminės apsaugos lygis // Energijos taupymas. - 2002. - Nr.5.

3. Vasiliev G. P. Šilumos ir šalčio tiekimas pastatams ir statiniams, naudojant žemo potencialo žemės paviršiaus sluoksnių šilumos energiją: Monografija. Leidykla „Pasienis“. - M.: Raudonoji žvaigždė, 2006 m.

Temperatūra žemės viduje.   Temperatūra žemės apvalkaluose nustatoma remiantis įvairiais, dažnai netiesioginiais, duomenimis. Patikimiausi temperatūros duomenys yra susiję su viršutine žemės plutos dalimi, kurią kasyklos ir gręžiniai veikia maksimaliai 12 km gylyje (Kolos gręžinys).

Temperatūros pakilimas laipsniais Celsijaus gylio vienetui vadinamas geoterminis gradientas   ir gylis metrais, kurio metu temperatūra padidėja 1 0 С - geoterminė stadija.   Geoterminis gradientas ir atitinkamai geoterminė stadija įvairiose vietose skiriasi, atsižvelgiant į geologines sąlygas, endogeninį aktyvumą skirtingose \u200b\u200bvietose, taip pat nevienalytį uolienų šilumos laidumą. Be to, pasak B. Gutenbergo, svyravimo ribos skiriasi daugiau nei 25 kartus. To pavyzdys yra du labai skirtingi nuolydžiai: 1) 150 o / 1 km Oregono valstijoje (JAV), 2) 6 o / 1 km, registruota Pietų Afrikoje. Atsižvelgiant į šiuos geoterminius nuolydžius, geoterminis žingsnis taip pat keičiasi nuo 6,67 m pirmuoju atveju iki 167 m antruoju. Dažniausi gradiento svyravimai yra 20–50 o diapazone, o geoterminė stadija –15–45 m. Vidutinis geoterminis gradientas ilgą laiką buvo priimtas esant 30 o C 1 km.

Anot V. N. Zharkovo, apskaičiuota, kad geoterminis nuolydis šalia Žemės paviršiaus yra 20 o C per 1 km. Jei remtumėmės iš šių dviejų geoterminio nuolydžio verčių ir jos nekintamumo Žemės gelmėse, tada 100 km gylyje turėjo būti 3000 arba 2000 ° C temperatūra. Tačiau tai prieštarauja tikriems duomenims. Būtent tokiame gylyje periodiškai susidaro magmos kameros, iš kurių ji teka į lavos paviršių, kurio maksimali temperatūra yra 1200–1250 o. Atsižvelgiant į tokį „termometrą“, nemažai autorių (V. A. Lyubimovas, V. A. Magnitskis) mano, kad 100 km gylyje temperatūra negali viršyti 1300–1500 o C.

Esant aukštesnei temperatūrai, mantijos akmenys būtų visiškai ištirpę, o tai prieštarauja laisvam skersinių seisminių bangų praleidimui. Taigi vidutinį geoterminį nuolydį galima atsekti tik iki nedidelio paviršiaus gylio (20–30 km), tada jis turėtų mažėti. Bet net ir tokiu atveju toje pačioje vietoje temperatūros pokyčiai gyliu yra nevienodi. Tai galima pamatyti esant temperatūros pokyčiams gylyje išilgai Kolos šulinio, esančio stabiliame kristaliniame platformos skyde. Paguldžius šį šulinį, buvo apskaičiuotas 1 km geoterminis gradientas 10 o, todėl projektiniame gylyje (15 km) buvo tikimasi maždaug 150 o C temperatūros, tačiau toks nuolydis buvo tik 3 km gylyje, o vėliau jis pradėjo didėti 1,5. -2,0 kartus. 7 km gylyje temperatūra buvo 120 ° C, 10 km –180 ° C, esant 12 km –220 ° C. Manoma, kad projektiniame gylyje temperatūra bus artima 280 ° C. Antrasis pavyzdys yra šulinio, esančio šiaurėje, duomenys. Kaspijos pakrantės regionai, aktyvesnio endogeninio režimo regione. Jame, 500 m gylyje, temperatūra pasirodė esanti 42,2 o C, esant 1500 m – 69,9 o C, 2000 m – 80,4 o C, 3000 m – 108,3 o C.

Kokia temperatūra gilesnėse Žemės mantijos ir šerdies zonose? Gauta daugiau ar mažiau patikimų duomenų apie viršutinio apvalkalo sluoksnio pagrindo temperatūrą (žr. 1.6 pav.). Anot V. N. Zharkovo, „išsamūs Mg 2 SiO 4 - Fe 2 Si0 4 fazės diagramos tyrimai leido nustatyti pamatinę temperatūrą gylyje, atitinkančiame pirmąją fazių perėjimo zoną (400 km)“ (t. Y. Olivino perėjimą į spinelį). Dėl šių tyrimų temperatūra čia yra apie 1600 50 o C.

Temperatūros pasiskirstymas mantijoje po B sluoksniu ir Žemės branduoliu dar nėra išspręstas, todėl išsakomos įvairios idėjos. Mes galime tik manyti, kad temperatūra didėja gyliu, ženkliai sumažėjus geoterminiam gradientui ir padidėjus geoterminiam tarpsniui. Tarkime, kad temperatūra žemės šerdyje yra 4000–5000 o C.

Vidutinė cheminė Žemės sudėtis. Norint įvertinti žemės cheminę sudėtį, naudojami duomenys apie meteoritus, kurie yra labiausiai tikėtini protoplanetinės medžiagos pavyzdžiai, iš kurių susidarė sausumos planetos ir asteroidai. Iki šiol daugelis meteoritų, nukritusių į Žemę skirtingu metu ir skirtingose \u200b\u200bvietose, buvo gerai ištirti. Trys meteoritų tipai išskiriami pagal sudėtį: 1) geležies sudarytas daugiausia iš nikelio geležies (90–91% Fe), su nedideliu fosforo ir kobalto mišiniu; 2) geležies akmenys   (siderolitai), sudaryti iš geležies ir silikatinių mineralų; 3) akmuo   arba aerolitai   sudarytas daugiausia iš geležies turinčių magnio silikatų ir nikelio geležies intarpų.

Akmens meteoritai yra labiausiai paplitę - apie 92,7% visų radinių, geležies akmuo - 1,3% ir geležis - 5,6%. Akmens meteoritai skirstomi į dvi grupes: a) chondritai su mažais suapvalintais grūdeliais - chondrai (90%); b) achondritas, kuriame nėra chondrų. Akmens meteoritų sudėtis yra artima ultrabazinėms negirdėtoms uolienoms. Anot M. Botto, juose yra apie 12% geležies-nikelio fazės.

Remdamiesi įvairių meteoritų sudėties analize, taip pat gautais eksperimentiniais geocheminiais ir geofizikiniais duomenimis, nemažai tyrinėtojų pateikia šiuolaikinį bendrosios žemės elementinės sudėties įvertinimą, pateiktą 4 lentelėje. 1.3.

Kaip matyti iš lentelės, padidėjęs pasiskirstymas susijęs su keturiais svarbiausiais elementais - O, Fe, Si, Mg, turinčiais daugiau kaip 91%. Mažiau paplitusių elementų grupei priklauso Ni, S, Ca, A1. Likę periodinės lentelės elementai pasauliniu mastu bendro paskirstymo srityje yra antraeilės svarbos. Jei palyginsime duomenis su žemės plutos sudėtimi, galime aiškiai pastebėti reikšmingą skirtumą, kurį sudaro staigus O, A1, Si sumažėjimas ir reikšmingas Fe, Mg padidėjimas bei pastebimų S ir Ni kiekių atsiradimas.

Žemės figūra vadinama geoidais.   Gilioji Žemės struktūra vertinama pagal išilgines ir skersines seismines bangas, kurios, skliddamos Žemės viduje, patiria refrakciją, atspindį ir silpnėjimą, o tai rodo Žemės stratifikaciją. Yra trys pagrindinės sritys:

Žemės pluta;

mantija: viršutinė iki 900 km gylio, apatinė iki 2900 km gylio;

Žemės šerdis yra išorėje iki 5120 km gylio, vidinė - 6371 km gylyje.

Vidinis žemės karštis susijęs su radioaktyviųjų elementų - urano, torio, kalio, rubidžio ir kt. - irimu. Vidutinis šilumos srautas yra 1,4–1,5 µcal / cm2.

1. Kokia yra žemės forma ir matmenys?

2. Kokie yra vidinės Žemės struktūros tyrimo metodai?

3. Kokia yra vidinė žemės struktūra?

4. Kokios pirmosios eilės seisminės sekcijos aiškiai išsiskiria analizuojant Žemės struktūrą?

5. Kokias ribas atitinka Mokhorovičiaus ir Gutenbergo skyriai?

6. Koks yra vidutinis Žemės tankis ir kaip jis keičiasi prie mantijos ir šerdies ribos?

7. Kaip keičiasi šilumos srautas skirtingose \u200b\u200bzonose? Kaip suprantamas geoterminio gradiento ir geoterminės stadijos pokytis?

8. Kokie duomenys naudojami vidutinei Žemės cheminei sudėčiai nustatyti?

Literatūra

• Voitkevič G.V.   Žemės kilmės teorijos pagrindai. M., 1988 m.

• Zharkov V.N.   Vidinė Žemės ir planetų struktūra. M., 1978 m.

• Magnitsky V.A.   Žemės vidinė struktūra ir fizika. M., 1965 m.

• Esė   lyginamoji planetologija. M., 1981 m.

• Ringwood A.E.   Žemės sudėtis ir kilmė. M., 1981 m.