Er ichidagi harorat. Er qobig'idagi haroratni aniqlash har xil, ko'pincha bilvosita ma'lumotlarga asoslanadi. Eng ishonchli harorat ma'lumotlari er qobig'ining yuqori qismida joylashgan bo'lib, minalar va quduqlar tomonidan maksimal 12 km chuqurlikka (Kola qudug'i) tushadi.

Haroratning har bir birlik uchun Selsiy darajasida ko'tarilishi deyiladi geotermal gradient, harorat esa 1 0 S ga ko'tarilgan metrdagi chuqurlik - geotermal qadam. Geotermal gradient va shunga mos ravishda geotermal bosqich geologik sharoitlarga, turli hududlardagi endogen faolligiga, shuningdek jinslarning heterojen issiqlik o'tkazuvchanligiga qarab har xil bo'ladi. Shu bilan birga, B. Gutenbergning so'zlariga ko'ra, dalgalanmalar chegarasi 25 martadan ko'proq farq qiladi. Bunga ikkita keskin farq qiluvchi gradientlar misol bo'la oladi: 1) Oregon (AQSh) da 1 km uchun 150 o, 1 km uchun 6 o Janubiy Afrika... Ushbu geotermal gradyanlarga ko'ra, geotermal qadam birinchi holatda 6,67 m dan ikkinchi holatda 167 m gacha o'zgaradi. Gradientning tez-tez tebranishlari 20-50 o oralig'ida, geotermal pog'onasi -15-45 m oralig'ida.Ortacha geotermal gradiyent uzoq vaqt davomida 1 km uchun 30 o S da qabul qilingan.

V.N.Jarkovning so'zlariga ko'ra, Yer yuzasiga yaqin geotermal gradyan 1 km uchun 20 o C atrofida deb hisoblanadi. Agar biz geotermal gradientning ushbu ikki qiymatidan va uning er ostidagi o'zgarmasligidan kelib chiqsak, 100 km chuqurlikda 3000 yoki 2000 o C harorat bo'lishi kerak edi, ammo bu haqiqiy ma'lumotlarga ziddir. Aynan shu chuqurliklarda vaqti-vaqti bilan magma kameralari vujudga keladi, undan lavalar yuzaga chiqadi, maksimal harorat 1200-1250 o. Ushbu o'ziga xos "termometr" ni hisobga olgan holda, bir qator mualliflar (V. A. Lyubimov, V. A. Magnitskiy) 100 km chuqurlikda harorat 1300-1500 o S dan oshmaydi deb hisoblashadi.

Yuqori haroratlarda mantiya jinslari butunlay eriydi, bu esa siljish seysmik to'lqinlarning erkin o'tishiga ziddir. Shunday qilib, o'rtacha geotermal gradyan yuzadan ma'lum bir sayoz chuqurlikkacha (20-30 km) kuzatiladi va keyin pasayishi kerak. Ammo bu holatda ham, xuddi shu joyda, chuqurlik bilan harorat o'zgarishi notekis. Buni platformaning barqaror kristalli qalqoni ichida joylashgan Kola qudug'i bo'ylab chuqurlikdagi harorat o'zgarishi misolida ko'rish mumkin. Ushbu quduq yotqizilganda, 1 km uchun 10 o geotermal gradient hisoblab chiqilgan va shuning uchun (15 km) dizayn chuqurligida taxminan 150 o C harorat kutilgan edi, ammo bunday gradient atigi 3 km chuqurlikka ko'tarilgan va keyin u 1,5 ga ko'paya boshlagan. -2,0 marta. 7 km chuqurlikda harorat 120 o C da, 10 km -180 o C da, 12 km -220 o C da taxmin qilinmoqda, loyihalash chuqurligida harorat 280 o C atrofida bo'ladi. Ikkinchi misol - Shimolda qazilgan quduqning ma'lumotlari. Kaspiy mintaqasi, yanada faol endogen rejim mintaqasida. Unda 500 m chuqurlikda harorat 42,2 o C, 1500 m da - 69,9 o C, 2000 m - 80,4 o C, 3000 m - 108,3 o C gacha bo'lgan.

Mantiya va Yer yadrosining chuqur zonalarida harorat qanday? Yuqori mantiyaning B qatlami bazasining harorati to'g'risida ko'proq yoki kamroq ishonchli ma'lumotlar olindi (1.6-rasmga qarang). V.N.Jarkovning so'zlariga ko'ra, "Mg 2 SiO 4 - Fe 2 SiO 4 fazaviy diagrammasini batafsil tadqiq qilish birinchi bosqich o'tish zonasiga (400 km) to'g'ri keladigan chuqurlikda mos yozuvlar haroratini aniqlashga imkon berdi" (ya'ni, olivinning shpinelga o'tishi). Ushbu tadqiqotlar natijasida bu erdagi harorat 1600 50 o C atrofida.

B qatlami ostidagi mantiya va Yer yadrosidagi haroratni taqsimlash masalasi hali hal qilinmagan va shuning uchun turli xil fikrlar bildirilgan. Harorat chuqurlik oshganda geotermal gradientning pasayishi va geotermal pog'onaning ortishi bilan ortadi deb taxmin qilish mumkin. Yer yadrosidagi harorat 4000-5000 o C oralig'ida bo'ladi, deb taxmin qilinadi.

Erning o'rtacha kimyoviy tarkibi. Erning kimyoviy tarkibini aniqlash uchun protetoplastik materiallarning eng katta namunalari bo'lgan meteoritlar to'g'risidagi ma'lumotlar ishlatiladi, ular orqali er sayyoralari va asteroidlar hosil bo'lgan. Hozirga qadar Yerga tushganlarning ko'pi turli vaqtlarda meteoritlarning turli joylarida Tarkibiga ko'ra uch xil meteorit mavjud: 1) temir, asosan nikel temirdan (90-91% Fe), oz miqdordagi fosfor va kobaltdan iborat; 2) temir tosh temir va silikat minerallaridan tashkil topgan (siderolitlar); 3) tosh, yoki aerolitlar, asosan temir-magniyli silikatlar va nikel-temir qo'shilishidan iborat.

Eng keng tarqalgan tosh meteoritlar - barcha topilmalarning 92,7%, temir tosh 1,3% va temir 5,6%. Tosh meteoritlari ikki guruhga bo'linadi: a) mayda yumaloq donali kondritlar - kondrulalar (90%); b) Kondrullari bo'lmagan ochondritlar. Toshli meteoritlarning tarkibi ultrabazik magmatik tog 'jinslariga yaqin. M.Bottning so'zlariga ko'ra, ular tarkibida temir nikel fazasining 12 foizi bor.

Turli meteoritlar tarkibini va olingan tajriba geokimyoviy va geofizik ma'lumotlarini tahlil qilish asosida bir qator tadqiqotchilar jadvalda keltirilgan Yerning yalpi elementar tarkibiga zamonaviy baho berishadi. 1.3.

Jadvaldagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, ortib borayotgan taqsimot to'rtta eng muhim elementlarga tegishli - O, Fe, Si, Mg, bu 91% dan ko'proqni tashkil etadi. Kamroq tarqalgan elementlar guruhiga Ni, S, Ca, A1 kiradi. Mendeleev davriy tizimining global miqyosda qolgan elementlari umumiy taqsimot nuqtai nazaridan ikkinchi darajali ahamiyatga ega. Agar biz berilgan ma'lumotlarni er qobig'ining tuzilishi bilan taqqoslasak, O, A1, Si keskin pasayishi va Fe, Mg ning sezilarli darajada ko'payishi va S va Ni miqdorining sezilarli darajada ko'payishidan iborat sezilarli farqni aniq ko'rishimiz mumkin.

Erning shakliga geoid deyiladi. Erning chuqur tuzilishi, uzunlamasına va ko'ndalang seysmik to'lqinlar bilan baholanadi, ular Yerning ichida tarqalib, refraktsiya, ko'zgu va pasayishni boshdan kechiradi, bu esa Erning tabaqalanishini ko'rsatadi. Uch asosiy yo'nalish mavjud:

yer qobig'i;

mantiya: 900 km chuqurlikka, 2900 km chuqurlikka;

yerning yadrosi tashqi tomondan 5120 km, ichki qismida esa 6371 km chuqurlikda joylashgan.

Yerning ichki isishi radioaktiv elementlarning - uran, toriy, kaliy, rubidiy va boshqalar parchalanishi bilan bog'liq. O'rtacha issiqlik oqimi 1,4-1,5 mkkal / sm 2. s.

1. Erning shakli va hajmi qanday?

2. Yerning ichki tuzilishini o'rganish usullari qanday?

3. Erning ichki tuzilishi qanday?

4. Er tuzilishini tahlil qilishda birinchi tartibdagi qanday seysmik bo'limlar aniq ajralib turadi?

5. Mohorovichich va Gutenbergning bo'limlari qanday chegaralarga to'g'ri keladi?

6. Erning o'rtacha zichligi qancha va u mantiya va yadro o'rtasidagi chegarada qanday o'zgaradi?

7. Turli zonalarda issiqlik oqimi qanday o'zgaradi? Geotermal gradient va geotermal bosqichning o'zgarishi qanday tushuniladi?

8. Erning o'rtacha kimyoviy tarkibini aniqlash uchun qanday ma'lumotlar ishlatiladi?

Adabiyot

• G.V. Voitkevich Yerning paydo bo'lishi nazariyasining asoslari. M., 1988 yil.

• Jarkov V.N. Ichki tuzilish Yer va sayyoralar. M., 1978 yil.

• Magnitskiy V.A. Yerning ichki tuzilishi va fizikasi. M., 1965 yil.

• Insholar qiyosiy planetologiya. M., 1981 yil.

• Ringwood A.E. Yerning tarkibi va kelib chiqishi. M., 1981 yil.

Ta'rif:

Yuqori potentsial geotermal issiqlik (gidrotermal manbalar) dan "to'g'ridan-to'g'ri" foydalanishdan farqli o'laroq, past potentsial manbai sifatida Yer yuzasi qatlamlarining tuproqlaridan foydalanish issiqlik energiyasi geotermal issiqlik nasosining isitish tizimlari uchun (GTST) deyarli hamma joyda mumkin. Hozirgi kunda bu dunyoda an'anaviy bo'lmagan qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanishning eng jadal rivojlanayotgan sohalaridan biri.

Issiqlik ta'minotining geotermal issiqlik nasos tizimlari va ularni Rossiyaning iqlim sharoitida qo'llash samaradorligi

Vasilev G.P., "INSOLAR-INVEST" OAJ ilmiy rahbari

Yuqori potentsial geotermal issiqlik (gidrotermal manbalar) dan "to'g'ridan-to'g'ri" foydalanishdan farqli o'laroq, er yuzasi qatlamlarining tuproqlaridan geotermal issiqlik nasosining issiqlik ta'minoti tizimlarida (GTST) kam potentsial issiqlik energiyasi manbai sifatida foydalanish deyarli hamma joyda mumkin. Hozirgi kunda bu dunyoda an'anaviy bo'lmagan qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanishning eng jadal rivojlanayotgan sohalaridan biri.

Er yuzasi qatlamlarining tuprog'i aslida cheksiz quvvatning issiqlik akkumulyatoridir. Tuproqning termal rejimi ikkita asosiy omil - sirtga tushgan quyosh nurlari va erning ichki qismidan radiogen issiqlik oqimlari ta'siri ostida shakllanadi. Quyosh nurlanishining intensivligi va tashqi havo haroratining mavsumiy va kunlik o'zgarishlari tuproqning yuqori qatlamlari haroratining o'zgarishiga olib keladi. Tuproqning o'ziga xos xususiyatiga qarab tashqi havo harorati kunlik tebranishlar chuqurligi va hodisa sodir bo'lgan quyosh nurlanishining intensivligi iqlim sharoiti bir necha o'nlab santimetrdan bir yarim metrgacha. Tashqi havo haroratining mavsumiy tebranishlari va voqea sodir bo'lgan quyosh nurlanishining chuqurlik darajasi, qoida tariqasida, 15-20 m dan oshmaydi.

Ushbu chuqurlikdan pastda joylashgan tuproq qatlamlarining issiqlik rejimi ("neytral zona") er osti suvlaridan keladigan issiqlik energiyasi ta'siri ostida shakllanadi va amalda mavsumiy va hatto tashqi iqlim parametrlarining kunlik o'zgarishiga bog'liq emas (1-rasm). Borayotgan chuqurlik bilan, er harorati geotermal gradyanga qarab ham oshadi (har 100 m uchun taxminan 3 ° C). Erning ichki qismidan keladigan radiogen issiqlik oqimining kattaligi turli mintaqalar uchun farq qiladi. Qoida tariqasida, bu qiymat 0,05-0,12 Vt / m 2 ni tashkil qiladi.

1-rasm.

GTSS-ning ishlashi paytida tashqi iqlim parametrlarining mavsumiy o'zgarishi, shuningdek issiqlik yig'ish tizimidagi operatsion yuklarning ta'siri tufayli, past potentsial tuproq issiqligini yig'ish tizimining (issiqlik yig'ish tizimi) er osti issiqlik almashtirgichining quvurlari registrining termal ta'sir zonasida joylashgan tuproq massasi, qoida tariqasida, takroriy muzlash va ta'sirga uchraydi. eritish. Bunday holda, tabiiy ravishda, tuproqning gözeneklerindeki namlikning agregat holatida ham, umumiy holda ham suyuqlikda, ham qattiq va gazli fazalarda bir vaqtning o'zida o'zgarishlar bo'ladi. Shu bilan birga, issiqlik to'plash tizimining tuproq massasi bo'lgan kapillyar gözenekli tizimlarda, g'ovak bo'shlig'ida namlik mavjudligi issiqlik tarqalish jarayoniga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Ushbu ta'sirni to'g'ri hisobga olish bugungi kunda muhim qiyinchiliklar bilan bog'liq bo'lib, ular birinchi navbatda tizimning ma'lum bir tuzilishida qattiq, suyuq va gazsimon fazalarning tarqalishi tabiati to'g'risida aniq fikrlarning yo'qligi bilan bog'liq. Tuproq massasi qalinligida harorat gradienti mavjud bo'lganda, suv bug'ining molekulalari harorat pasaygan joylarga o'tadi, lekin shu bilan birga, tortishish kuchlari ta'siri ostida suyuq fazada aksincha yo'naltirilgan namlik oqimi paydo bo'ladi. Bundan tashqari, tuproqning yuqori qatlamlarining harorat rejimiga atmosfera yog'inlari, shuningdek er osti suvlari ta'sir qiladi.

Xarakterli xususiyatlarga termal sharoitlar loyihalash ob'ekti sifatida tuproqning issiqlik yig'ish tizimlari, shuningdek, bunday jarayonlarni tavsiflovchi matematik modellarning "informatsion noaniqlik" yoki boshqacha qilib aytganda, tizimga ta'siri to'g'risida ishonchli ma'lumotlarning etishmasligi. atrof-muhit (atmosfera va tuproq massasi issiqlik yig'ish tizimining er issiqlik almashtirgichining issiqlik ta'siri zonasidan tashqarida) va ularning yaqinlashuvining o'ta murakkabligi. Darhaqiqat, tashqi iqlim tizimiga ta'sirini taxminiylashtirish, garchi murakkab bo'lishiga qaramay, "kompyuter vaqtini" sarflash va mavjud modellardan (masalan, "odatdagi iqlim yili") foydalanish bilan amalga oshirilsa, u holda atmosfera tizimiga ta'sirni hisobga olish muammosi paydo bo'ladi. Ta'sir (shudring, tuman, yomg'ir, qor va boshqalar), shuningdek tuproq ostidagi va atrofidagi tuproq qatlamlarini issiqlik yig'ish tizimidagi tuproq massasiga issiqlik ta'sirini yaqinda hal qilish mumkin emas va alohida tadqiqotlar mavzusi bo'lishi mumkin. Shunday qilib, masalan, er osti suvlarining filtratsiya oqimlarini shakllantirish jarayonlari, ularning tezligi rejimi, shuningdek, zamin issiqlik almashtirgichining issiqlik ta'sir zonasi ostida joylashgan tuproq qatlamlarining issiqlik va namlik rejimi to'g'risida ishonchli ma'lumotni olishning iloji yo'qligi, past potentsial issiqlikni to'plash uchun tizimning termik rejimining to'g'ri matematik modelini yaratish vazifasini sezilarli darajada murakkablashtiradi. tuproq.

GTSTni loyihalashda yuzaga keladigan tavsiflangan qiyinchiliklarni engib o'tish uchun yaratilgan va amalda sinab ko'rilgan tuproqning issiqlik yig'ish tizimlarining termik rejimini matematik modellashtirish usuli va issiqlik to'plash tizimlarining tuproq massasi bo'shliqlarida namlikning fazaviy o'tishini hisobga olish usulini tavsiya etish mumkin.

Usulning mohiyati matematik modelni qurishda ikkita muammo o'rtasidagi farqni hisobga olishdan iborat: tuproqning tabiiy holatidagi issiqlik rejimini tavsiflovchi "asosiy" muammo (issiqlik yig'ish tizimining tuproq issiqlik almashtiruvchisining ta'sirisiz) va yechiladigan muammo, tuproq massasining issiqlik rejimini issiqlik manbalari (manbalari) bilan tavsiflash. Natijada, usul ba'zi bir yangi funktsiyalarga nisbatan echim topishga imkon beradi, bu issiqlik moslamalarining tuproqning tabiiy termal rejimiga ta'siri va tuproq massivining tabiiy holatidagi tuproq massasi bilan drenajlangan (issiqlik manbalari) tuproq massasi o'rtasida - issiqlik yig'ish tizimining tuproq issiqlik kollektori bilan teng harorat farqi. Ushbu usulning past potentsial issiqlikni to'plash tizimlarining termal rejimini matematik modellarini qurishda foydalanish nafaqat issiqlik yig'ish tizimiga tashqi ta'sirlarning yaqinlashishi bilan bog'liq bo'lgan qiyinchiliklarni engib o'tish bilan birga, modellarda meteorologik stantsiyalar tomonidan tajriba yo'li bilan olingan tabiiy termal rejim haqida ma'lumotlardan foydalanish imkonini berdi. Bu qisman barcha omillarni (er osti suvlarining mavjudligi, ularning tezligi va issiqlik rejimlari, tuproq qatlamlarining tuzilishi va joylashishi, Yerning "termal" fonini, atmosfera yog'inlari, g'ovak kosmosida namlikning fazaviy o'zgarishi va boshqalarni) qisman hisobga olish imkonini beradi. Issiqlik yig'ish tizimining termal rejimini shakllantirish va muammoni qat'iy shakllantirishda birgalikda hisobga olish deyarli mumkin emas.

GTST loyihalashida tuproq massivining g'ovak bo'shlig'ida namlikning fazaviy o'tishini hisobga olish usuli tuproqning "ekvivalent" issiqlik o'tkazuvchanligining yangi kontseptsiyasiga asoslangan bo'lib, u tuproq issiqlik almashtirgichining quvurlari atrofida muzlatilgan tuproq silindrining termik rejimi muammosini yaqin harorat maydoni va "bir xil" kvass-statsionar muammosi bilan almashtirish orqali aniqlanadi. sharoitlarga ega, ammo boshqa "ekvivalent" issiqlik o'tkazuvchanligi bilan.

Binolarni geotermal isitish tizimlarini loyihalashda hal qilinadigan eng muhim vazifa qurilish hududidagi iqlimning energiya imkoniyatlarini batafsil baholash va shu asosda u yoki bu GTST elektron echimini qo'llashning samaradorligi va maqsadga muvofiqligi to'g'risida xulosa chiqarishdir. Mavjud me'yoriy hujjatlarda keltirilgan iqlim parametrlarining hisoblangan qiymati tashqi iqlimning to'liq tavsifini bermaydi, uning oylar bo'yicha o'zgaruvchanligi, shuningdek yilning ma'lum davrlarida - isitish mavsumi, qizib ketish davri va boshqalar. Shuning uchun, geotermal issiqlikning harorat potentsiali to'g'risida qaror qabul qilganda, uning bahosi. Issiqlik potentsialining boshqa tabiiy manbalari bilan uyg'unlashishi, ularning haroratini (manbalari) yillik tsiklini baholashda, masalan, SSSR iqlimi to'g'risidagi qo'llanmada keltirilgan (iqlim ma'lumotlari) (Leningrad: Gidrometiozdat. 1–34-sonlar) iqlim ma'lumotlarini to'liq jalb qilish zarur.

Bunday iqlim ma'lumotlari orasida bizning vaziyatimizda birinchi navbatda quyidagilarni ta'kidlash kerak:

- har xil chuqurlikdagi tuproqning o'rtacha oylik harorati to'g'risidagi ma'lumotlar;

Quyosh nurlanishining turli yo'nalishdagi yuzalarga tushishi to'g'risidagi ma'lumotlar.

Jadval 1–5-rasmlarda Rossiyaning ba'zi shaharlari uchun har xil chuqurlikdagi o'rtacha oylik tuproq harorati to'g'risida ma'lumotlar keltirilgan. Jadval 1 da Rossiya Federatsiyasining 23 shahrida 1,6 m chuqurlikda tuproqning o'rtacha oylik harorati ko'rsatilgan, bu tuproqning harorat potentsiali va gorizontal zamin issiqlik almashtirgichlarini yotqizish ishlarini mexanizatsiyalash imkoniyatlari nuqtai nazaridan eng oqilona ko'rinadi.

1-jadval Rossiyaning ba'zi shaharlari uchun oylar bo'yicha o'rtacha tuproq harorati 1,6 m

Shahar Men II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Arxangelsk 4,0 3,5 3,1 2,7 2,5 3,0 4,5 6,0 7,1 7,0 6,1 4,9 Astraxan 7,5 6,1 5,9 7,3 11 14,6 17,4 19,1 19,1 16,7 13,6 10,2 Barnaul 2,6 1,7 1,2 1,4 4,3 8,2 11,0 12,4 11,6 9,2 6,2 3,9 Bratsk 0,4 -0,2 -0,6 -0,5 -0,2 0 3,0 6,8 7,2 5,4 2,9 1,4 Vladivostok 3,7 2,0 1,2 1,0 1,5 5,3 9,1 12,4 13,8 12,7 9,7 6,4 Irkutsk -0,8 -2,8 -2,7 -1,1 -0,5 -0,2 1,7 5,0 6,7 5,6 3,2 1,2 Komsomolsk Amurda 0,8 -0,4 -0,9 -0,4 0 1,9 6,7 10,5 11,3 9,0 5,5 2,7 Magadan -6,5 -8,0 -8,8 -8,7 -3,9 -2,6 -0,8 0,1 0,4 0,1 -0,2 -2,0 Moskva 3,8 3,2 2,7 3,0 6,2 9,6 12,1 13,4 12,5 10,1 7,3 5,0 Murmansk 0,7 0,3 0 -0,3 -0,3 0,2 4,0 6,7 6,6 4,2 2,7 1,0 Novosibirsk 2,1 1,2 0,6 0,5 1,3 5,0 9,1 11,3 10,9 8,8 5,8 3,6 Orenburg 4,1 2,6 1,9 2,2 4,9 8,0 10,7 12,4 12,6 11,2 8,6 6,0 Permiya 2,9 2,3 1,9 1,6 3,4 7,2 10,5 12,1 11,5 9,0 6,0 4,0 Petropavlovsk Kamchatka 2,6 1,9 1,5 1,1 1,2 3,4 6,7 9,1 9,6 8,3 5,6 3,8 Don-Rostov 8,0 6,6 5,9 6,8 9,9 12,9 15,5 17,3 17,5 15,8 13,0 10,0 Salekard 1,6 1,0 0,7 0,5 0,4 0,9 3,9 6,8 7,1 5,6 3,5 2,3 Sochi 11,2 9,8 9,6 11,0 13,4 16,2 18,9 20,8 21,0 19,2 16,8 13,5 Turuxansk 0,9 0,5 0,2 0 0 0,1 1,6 6,2 6,4 4,5 2,8 1,8 Sayohat -0,9 -0,3 -5,2 -5,3 -3,2 -1,6 -0,7 1,2 2,0 0,7 0 -0,2 Whalen -6,9 -8,0 -8,6 -8,7 -6,3 -1,2 -0,4 0,1 0,2 0 -0,8 -3,7 Xabarovsk 0,3 -1,8 -2,3 -1,1 -0,4 2,5 9,5 13,3 13,5 10,9 6,7 3,0 Yakutsk -5,6 -7,4 -7,9 -7,0 -4,1 -1,8 0,3 1,5 1,1 0,1 -0,1 -2,4 Yaroslavl 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-jadval Stavropolda tuproq harorati (tuproq - qora tuproq)

Chuqurlik, m Men 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-jadval Yakutskdagi tuproq harorati (gumus aralashmasi bo'lgan ipak-qumli tuproq, pastda - qum)

Chuqurlik, m Men 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-jadval Pskovdagi tuproq harorati (pastki, qumloq tuproq, er osti - gil)

Chuqurlik, m Men 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-jadval Vladivostokdagi tuproq harorati (jigarrang tosh tuproq, quyma)

Chuqurlik, m Men 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

3,2 m chuqurlikdagi tuproq harorati tabiiy holati to'g'risida jadvallarda keltirilgan ma'lumotlar (ya'ni er osti issiqlik almashtirgichining gorizontal joylashuvi bilan GTS uchun "ishlaydigan" tuproq qatlamida) tuproqni past potentsial issiqlik manbai sifatida ishlatish imkoniyatlarini aniq ko'rsatib beradi. Rossiya hududida bir xil chuqurlikda joylashgan qatlamlarning haroratidagi o'zgarishlarning nisbatan kichik intervallari aniq. Masalan, Stavropolda 3,2 m chuqurlikda minimal tuproq harorati 7,4 ° C, Yakutskda - (-4,4 ° C); mos ravishda, ma'lum bir chuqurlikda tuproq haroratining o'zgarishi oralig'i 11,8 darajani tashkil qiladi. Bu haqiqat deyarli butun Rossiya hududida ishlash uchun mos keladigan etarlicha birlashtirilgan issiqlik nasos uskunalarini yaratishga ishonish imkonini beradi.

Taqdim etilgan jadvallardan ko'rinib turibdiki, xarakterli xususiyat Tuproqning tabiiy harorat rejimi - bu minimal tashqi havo harorati kelishi vaqtiga nisbatan tuproqning minimal harorati chegarasi. Yanvar oyidagi havo harorati har joyda hamma joyda kuzatiladi, Stavropolda 1,6 m chuqurlikdagi erning minimal harorati mart oyida, Yakutskda - martda, Sochida - martda, Vladivostokda - aprelda kuzatiladi. ... Shunday qilib, erdagi minimal haroratning boshlanishi bilan issiqlik pompasining issiqlik ta'minoti tizimiga (binoning issiqlik yo'qolishi) yuk kamayishi aniq. Ushbu moment GTST ning o'rnatilgan quvvatini pasaytirish uchun jiddiy imkoniyatlarni ochadi (kapital xarajatlarini tejash) va loyihalashda e'tiborga olish kerak.

Rossiyaning iqlim sharoitida issiqlik ta'minoti uchun geotermal issiqlik nasos tizimlaridan foydalanish samaradorligini baholash uchun, Rossiya Federatsiyasining hududini issiqlik bilan ta'minlash maqsadida past potentsialli geotermal issiqlikni ishlatish samaradorligiga qarab amalga oshirildi. Rayonlashtirish Rossiya Federatsiyasi hududining turli mintaqalarining iqlim sharoitida GTST ning ish rejimlarini modellashtirish bo'yicha raqamli tajribalar natijalari asosida amalga oshirildi. Issiqlik ta'minoti uchun geotermal issiqlik nasos tizimi bilan jihozlangan, 200 m 2 maydonda isitiladigan gipotetik ikki qavatli yozgi uyning misolida ko'plab tajribalar o'tkazildi. Ko'rib chiqilayotgan uyning tashqi qoplama tuzilmalari quyidagi issiqlik o'tkazuvchanlik pasayishiga ega:

- tashqi devorlar - 3,2 m 2 h ° C / Vt;

- deraza va eshiklar - 0,6 m 2 h ° C / Vt;

- qoplamalar va pollar - 4,2 m 2 h ° C / Vt.

Raqamli tajribalarni o'tkazishda quyidagilar hisobga olindi:

- geotermal energiya iste'moli zichligi past bo'lgan tuproq issiqligini yig'ish tizimi;

- diametri 0,05 m va uzunligi 400 m bo'lgan polietilen quvurlardan tayyorlangan gorizontal issiqlik yig'ish tizimi;

- geotermal energiya iste'moli zichligi yuqori bo'lgan tuproq issiqligini yig'ish tizimi;

- diametri 0,16 m va uzunligi 40 m bo'lgan bitta termal quduqdan vertikal issiqlik yig'ish tizimi.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, isitish mavsumi oxiriga qadar tuproq massasidan issiqlik energiyasini iste'mol qilish issiqlik yig'ish tizimining quvurlari registri yaqinidagi tuproq haroratining pasayishiga olib keladi, bu Rossiya Federatsiyasi hududining ko'pchiligining tuproq-iqlim sharoitida yilning yozgi davrida va keyingi isitish mavsumi boshlanishida tuproqni qoplash uchun vaqt yo'q. harorat pasayishi bilan birga chiqadi. Keyingi isitish mavsumida issiqlik energiyasini iste'mol qilish er osti haroratining yanada pasayishiga olib keladi va uchinchi isitish mavsumi boshlanishi bilan uning harorat potentsiali tabiiydan ham farq qiladi. Va hokazo ... Biroq, issiqlik yig'ish tizimining uzoq muddatli ishlashi tuproqning tabiiy harorat rejimiga ta'sir ko'rsatadigan zarflari yaqqol eksponensial xususiyatga ega va ishning beshinchi yiliga kelib tuproq yangi rejimga o'tadi, davriy rejimga yaqinroq, ya'ni, beshinchi yildan boshlab. issiqlik, issiqlik yig'ish tizimining tuproq massividan issiqlik energiyasini uzoq muddatli iste'mol qilish uning haroratining davriy o'zgarishi bilan birga keladi. Shunday qilib, Rossiya Federatsiyasi hududini rayonlashtirishni amalga oshirishda issiqlik yig'ish tizimining ko'p yillik ishlashi natijasida yuzaga kelgan tuproq massasi haroratining pasayishini hisobga olish va GTSTning 5-yil ishlashi kutilgan tuproq harorati tuproq massivi haroratining hisoblangan parametrlari sifatida foydalanish kerak edi. Shuni inobatga olgan holda, GTST dasturining samaradorligi nuqtai nazaridan Rossiya Federatsiyasi hududini rayonlashtirishda Kp tr o'rtacha issiqlik almashinish koeffitsienti 5-yillik geotermal issiqlik nasosining issiqlik ta'minoti tizimining samaradorligi mezoni sifatida tanlandi, bu GTST tomonidan ishlab chiqarilgan foydali issiqlik energiyasining sarflanadigan energiyaga nisbati. uning qo'zg'atuvchisi va ideal termodinamik Carnot aylanishi uchun quyidagicha aniqlandi:

K tr \u003d T haqida / (T haqida - T u), (1)

bu erda T - isitish yoki issiqlik ta'minoti tizimiga chiqariladigan issiqlikning harorat potentsiali, K;

T va issiqlik manbasining harorat potentsiali, K.

Issiqlik nasosining issiqlik ta'minoti tizimining aylanish koeffitsienti Ktr - bu iste'molchining issiqlik ta'minoti tizimiga chiqarilgan foydali issiqlik energiyasining GTST ishlashiga sarflangan energiyaga nisbati va T o va T haroratlarda olingan foydali issiqlik miqdoriga va GTST haydovchisiga sarf qilingan energiya birligiga teng. ... Haqiqiy transformatsiya nisbati (1) formulada tavsiflangan idealdan h koeffitsientining qiymati bilan farq qiladi, bu GTST ning termodinamik mukammalligi va tsikl davomida qaytarilmas energiya yo'qotishlarini hisobga oladi.

Ko'p sonli tajribalar INSOLAR-INVEST OAJda yaratilgan dastur yordamida amalga oshirildi, bu qurilish maydonining iqlim sharoitiga, binoning issiqlik o'tkazuvchanligiga, issiqlik pompasi uskunalarining ishlash xususiyatlariga, aylanma nasoslarga, isitish tizimining isitish moslamalariga, shuningdek ularning rejimlariga qarab issiqlik yig'ish tizimining maqbul parametrlarini aniqlashni ta'minlaydi. ekspluatatsiya. Dastur ilgari tasvirlangan usulga asoslangan bo'lib, past potentsial tuproq issiqligini yig'ish tizimlarining termik rejimini yaratishning matematik modellarini yaratdi, bu esa modellarning informatsion noaniqligi va tashqi ta'sirlarning yaqinlashishi bilan bog'liq qiyinchiliklarni chetlab o'tishga imkon berdi, bu esa dasturda tuproqning tabiiy issiqlik rejimi to'g'risida eksperimental ravishda olingan ma'lumotlardan foydalanish tufayli qisman hisobga olishga imkon beradi. Tizimning termal rejimini shakllantirishga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan omillarning butun majmuasi (masalan, er osti suvlarining mavjudligi, ularning tezligi va issiqlik rejimi, tuproq qatlamlarining tuzilishi va joylashishi, Erning "termal" foni, atmosfera yog'inlari, namlikning fazaviy o'zgarishi va boshqalar). Issiqlik yig'ish va birgalikda buxgalteriya hisobini olib borish muammoning qat'iy ta'rifi bilan bugungi kunda amalda imkonsizdir. "Asosiy" muammoni hal qilish uchun biz SSSR iqlim ma'lumotlari ma'lumotlaridan foydalandik (Leningrad: Gidrometiozdat. 1–34-son).

Dastur aslida ma'lum bir bino va qurilish maydoni uchun GTST konfiguratsiyasini ko'p parametrli optimallashtirish muammosini hal qilishga imkon beradi. Bunday holda, optimallashtirish muammosining maqsadli vazifasi GTST ishlashi uchun yiliga minimal energiya xarajatlari bo'lib, optimallash mezonlari erdagi issiqlik almashtirgichning quvurlari radiusi, uning (issiqlik almashtirgich) uzunligi va chuqurligi.

Binolarni issiqlik bilan ta'minlash uchun past potentsial geotermal issiqlikdan foydalanish samaradorligi nuqtai nazaridan raqamli tajribalar va Rossiya hududini rayonlashtirish natijalari grafik shaklda keltirilgan. 2-9.

Shaklda 2 gorizontal issiqlik yig'ish tizimiga ega bo'lgan geotermal issiqlik nasosining issiqlik ta'minoti tizimlarining transformatsiya koeffitsientining qiymatlari va izolinlarini ko'rsatadi va sek. 3 - vertikal issiqlik yig'ish tizimlari bilan GTST uchun. Raqamlardan ko'rinib turibdiki, gorizontal issiqlik yig'ish tizimlari uchun Kp tr 4.24 va vertikal tizimlar uchun 4,14 ning maksimal qiymatlari Rossiya hududining janubida kutilishi mumkin, va minimal qiymatlar mos ravishda shimolda 2,87 va 2,73, Uelenda. Markaziy Rossiya uchun gorizontal issiqlik yig'ish tizimlari uchun K ptr qiymatlari 3.4-3.6 oralig'ida va vertikal tizimlar uchun 3.2-3.4 oralig'ida. Uzoq Sharq mintaqalari, yonilg'i ta'minotining an'anaviy qiyin sharoitlari bo'lgan hududlar uchun etarli darajada yuqori Krrt (3.2-3.5) qiymatlari o'zlarini jalb qiladi. Ko'rinishidan uzoq Sharq GTSTni ustuvor amalga oshirish mintaqasi.

Shaklda 4-da "gorizontal" GTST + PD haydovchisining yillik eng yuqori energiya iste'moli qiymatlari va izolinalari, shuningdek isitish, ventilyatsiya va isitish uchun energiya sarfi ko'rsatilgan. issiq suv ta'minoti, isitiladigan maydonning 1 m 2 ga qisqartirildi va sek. 5 - vertikal issiqlik yig'ish tizimlari bilan GTST uchun. Raqamlardan ko'rinib turibdiki, gorizontal GTST haydovchisining yillik solishtirma energiya sarfi isitiladigan bino maydonining 1 m2 gacha kamayadi, Rossiyaning janubida 28,8 kVt / s dan (yiliga m2) Stda 241 kVt / s gacha (yil m2) o'zgarib turadi. Yakutskda va vertikal GTST uchun, janubda 28,7 kVt / soat (yil m2) dan va Yakutskda 248 kVt / soatgacha (yil m2). Agar ma'lum bir maydon uchun raqamlarda keltirilgan GTST haydovchisining yillik solishtirma energiya sarfi qiymatini ushbu maydon uchun K r tr qiymatiga 1 ga kamaytirsak, GTST tomonidan tejalgan energiya miqdorini yiliga 1 m 2 dan olamiz. Masalan, Moskva uchun vertikal GTST uchun bu qiymat yiliga 1 m 2 dan 189,2 kVt soatni tashkil qiladi. Taqqoslash uchun biz energiya tejaydigan MGSN 2.01–99 Moskva standartlarida belgilangan kam qavatli binolar uchun 130 va ko'p qavatli binolar uchun 95 kVt / s (yiliga m 2) energiya tejash bo'yicha aniq energiya iste'moli qiymatlarini keltiramiz. Shu bilan birga, standartlashtirilgan MGSN 2.01–99 energiya xarajatlari faqat isitish va shamollatish uchun energiya xarajatlarini o'z ichiga oladi, bizning holatlarimizda issiq suv ta'minoti uchun energiya xarajatlari energiya xarajatlariga ham kiradi. Gap shundaki, amaldagi standartlarda mavjud bo'lgan bino binoning ekspluatatsiyasi uchun energiya xarajatlarini baholashga yondashadi tanlangan maqolalar binoni isitish va shamollatish uchun energiya xarajatlari va issiq suv ta'minoti uchun energiya xarajatlari. Shu bilan birga, issiq suv ta'minoti uchun energiya iste'moli standartlashtirilmagan. Bunday yondashuv to'g'ri emas, chunki issiq suv ta'minoti uchun energiya xarajatlari ko'pincha isitish va shamollatish uchun sarflanadigan energiya xarajatlari bilan mutanosibdir.

Shaklda 6 birlikning kasrlarida gorizontal GTSS o'rnatilgan elektr quvvatining yaqinroq cho'qqisi (PD) va o'rnatilgan elektr quvvatining ratsional nisbati qiymatlari va izolinlari ko'rsatilgan va sek. 7 - vertikal issiqlik yig'ish tizimlari bilan GTST uchun. GTST + PD haydovchisiga elektr energiyasining eng kam sarflanishi GTST ning yaqinroq va o'rnatilgan GTST elektr quvvatining oqilona nisbati mezoni edi. Raqamlardan ko'rinib turibdiki, termal DP va elektr GTST (DP holda) imkoniyatlarining ratsional nisbati Rossiyaning janubida 0 dan, gorizontal GTST uchun - 2,88 dan va Yakutskdagi vertikal tizimlar uchun 2,92 dan farq qiladi. Rossiya Federatsiyasi hududining markaziy zonasida GTST + PD ning yaqin va o'rnatilgan elektr quvvatining issiqlik quvvatining ratsional nisbati gorizontal va vertikal GTST uchun 1,1-1,3 oralig'ida. Ushbu nuqtada siz batafsilroq to'xtashingiz kerak. Haqiqat shundaki, masalan, Rossiyaning markaziy zonasida elektr isitishni almashtirishda, biz aslida isitiladigan binoda o'rnatilgan elektr jihozlarining quvvatini 35-40 foizga kamaytirishimiz va shunga mos ravishda RAO UES tomonidan talab qilingan elektr quvvatini kamaytirishimiz mumkin, bu esa bugungi kunda "xarajat qiladi". »Taxminan 50 ming rubl. uyda o'rnatilgan 1 kVt elektr energiyasi uchun. Shunday qilib, masalan, eng sovuq besh kun ichida 15 kVt ga teng issiqlik yo'qotilishi bo'lgan yozgi uy uchun biz o'rnatilgan 6 kVt elektr quvvatini va shunga mos ravishda 300 ming rublni tejaymiz. ≈ 11,5 ming AQSh dollari. Ushbu ko'rsatkich amalda bunday issiqlik sig'imi GTST qiymatiga teng.

Shunday qilib, agar biz binoni markazlashtirilgan elektr ta'minotiga ulash bilan bog'liq barcha xarajatlarni to'g'ri hisobga olsak, elektr energiyasi va Rossiya Federatsiyasining markaziy zonasida markazlashtirilgan elektr ta'minoti tarmoqlariga ulanish uchun mavjud tariflarni hisobga olgan holda, hatto bir martalik narxda ham GTST elektr isitishdan ko'ra foydaliroq bo'lib chiqadi, bu haqda 60 ta eslatma bo'lmaydi. % energiya tejash.

Shaklda 8 gorizontal GTST + PD tizimining jami yillik energiya iste'molida yil davomida ishlab chiqarilgan issiqlik energiyasining solishtirma og'irligining qiymatlari va izolinlari foizda va sek. 9 - vertikal issiqlik yig'ish tizimlari bilan GTST uchun. Raqamlardan ko'rinib turibdiki, yil davomida ishlab chiqarilgan issiqlik energiyasining eng yuqori darajasi (PD) gorizontal GTST + PD tizimining yalpi yillik energiya iste'molida Rossiyaning janubidagi 0% dan Yakutsk va Turada 38-40% gacha o'zgarib turadi. vertikal GTST + PD uchun - mos ravishda janubda 0% dan va Yakutskda 48,5% gacha. Markaziy Rossiyada bu ko'rsatkichlar vertikal va gorizontal GTSTlar uchun taxminan 5-7% ni tashkil qiladi. Bu ozgina energiya sarfi, shuning uchun yaqinroq cho'qqini tanlashda ehtiyot bo'lish kerak. Ikkala kVt quvvat uchun aniq kapital qo'yilmalar va avtomatlashtirish nuqtai nazaridan eng oqilona elektrodlardir. Pelletli qozonlardan foydalanish e'tiborga loyiqdir.

Xulosa qilib aytganda, men juda muhim bir masalaga to'xtalmoqchiman: binolarni termal himoya qilishning oqilona darajasini tanlash muammosi. Ushbu muammo bugungi kunda juda jiddiy vazifa bo'lib, uni hal qilish uchun bizning iqlimimizning o'ziga xos xususiyatlarini, shuningdek ishlatiladigan muhandislik uskunalarining xususiyatlarini, markazlashtirilgan tarmoqlarning infratuzilmasini, shuningdek, bizning ko'z o'ngimizda yomonlashadigan shaharlardagi ekologik vaziyatni hisobga olgan holda jiddiy raqamli tahlil qilish talab etiladi va hokazo. Ko'rinib turibdiki, bugungi kunda binoning qobig'iga har qanday talabni uning iqlim va energiya ta'minoti tizimi, kommunal xizmat va boshqalar bilan bog'liqligini hisobga olmasdan shakllantirish to'g'ri emas, natijada yaqin kelajakda issiqlik himoyasining oqilona darajasini tanlash muammosini hal qilish mumkin bo'ladi. kompleks bino + energiya ta'minoti tizimi + iqlim + atrof-muhitni yagona energiya-energiya tizimi sifatida ko'rib chiqish asosida va shu yondashuv bilan ichki bozorda GTST ning raqobatbardosh ustunliklarini baholash mumkin emas.

Adabiyot

1. Sanner B. Issiqlik nasoslari uchun erning issiqlik manbalari (tasnifi, xususiyatlari, afzalliklari). Geotermal issiqlik nasoslari bo'yicha kurs, 2002 yil.

2. Vasilev GP Binolarning issiqlik himoyasi iqtisodiy jihatdan oqilona darajasi. - 2002. - № 5.

3. Vasilev GP Yer yuzasi qatlamlarining past potentsial issiqlik energiyasidan foydalangan holda bino va inshootlarni issiqlik bilan ta'minlash: Monografiya. "Granitsa" nashriyoti. - M.: Krasnaya Zvezda, 2006 yil.

Doim qo'llab-quvvatlanadigan uyni tasavvur qiling qulay haroratva isitish va sovutish tizimlari ko'rinmaydi. Ushbu tizim samarali ishlaydi, ammo murakkab texnik xizmat yoki egalarining maxsus bilimlarini talab qilmaydi.

Toza havo, siz qushlarning chinqirganini va daraxtlardagi barglar bilan jimgina o'ynayotganini eshitishingiz mumkin. Uy ildizlardan energiya oladigan barglar kabi erdan energiya oladi. Yaxshi rasm, shunday emasmi?

Geotermal isitish va sovutish tizimlari ushbu rasmni haqiqatga aylantiradi. Geotermal HVAC tizimi (isitish, shamollatish va havoni tozalash) qishda isitish va yozda sovutish uchun zamin haroratidan foydalanadi.

Geotermal isitish va sovutish qanday ishlaydi

Atrof-muhit harorati fasllar bilan o'zgaradi, lekin er osti harorati erning izolyatsion xususiyatlari tufayli juda ko'p o'zgarmaydi. 1,5-2 metr chuqurlikda harorat yil davomida nisbatan barqaror bo'lib qoladi. Geotermal tizim odatda ichki tozalash uskunalari, er osti pastasi deb ataladigan er osti quvurlari tizimidan va / yoki suvni aylantiradigan nasosdan iborat. Tizim "toza va bepul" energiya bilan ta'minlash uchun doimiy er haroratidan foydalanadi.

(Geotermal NWC tizimi tushunchasini "geotermal energiya" bilan chalkashtirmang, bu jarayon erdagi issiqdan elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Ikkinchi holda, har xil uskunalar va boshqa jarayonlar qo'llaniladi, ularning maqsadi odatda suvni qaynab turgan joyga qadar qizdirishdir.)

Er osti aylanishini tashkil etuvchi quvurlar odatda polietilendan tayyorlanadi va er sharoitiga qarab gorizontal yoki vertikal ravishda er ostiga qo'yilishi mumkin. Agar suv qatlami mavjud bo'lsa, muhandislar er osti suvlariga quduq qazish orqali "ochiq halqa" tizimini loyihalashlari mumkin. Suv pompalanadi, issiqlik almashtirgichdan o'tkaziladi va keyin "qayta in'ektsiya" orqali xuddi shu suv qatlamiga yuboriladi.

Qishda, er osti pastadiridan o'tadigan suv erning issiqligini o'zlashtiradi. Yopiq uskunalar haroratni ko'taradi va uni butun bino bo'ylab tarqatadi. Bu boshqa yo'l bilan ishlaydigan konditsionerga o'xshaydi Yozda geotermal NWC tizimi binodan yuqori haroratli suvni tortib oladi va er osti pastasi / nasosi orqali qayta in'ektsiya qudug'iga olib boradi, u erdan suv salqin erga / suv qatlamiga kiradi.

An'anaviy isitish va sovutish tizimlaridan farqli o'laroq, HVAC geotermal tizimlari issiqlik hosil qilish uchun qazilma yoqilg'idan foydalanmaydi. Ular shunchaki erdan issiqlik oladilar. Odatda elektr energiyasi faqat fan, kompressor va nasosni ishlatish uchun ishlatiladi.

Geotermal sovutish va isitish tizimida uchta asosiy komponent mavjud: issiqlik pompasi, issiqlik uzatish suyuqligi (ochiq yoki yopiq tizim) va havo ta'minoti tizimi (quvurlar tizimi).

Issiqlik nasoslarining boshqa turlari uchun bo'lgani kabi geotermal issiqlik nasoslari uchun ularning samaradorligi ushbu harakatga sarflangan energiyaga nisbati o'lchanildi (samaradorlik). Ko'p geotermal issiqlik nasos tizimlari 3,0 dan 5,0 gacha samaradorlikka ega. Bu shuni anglatadiki, tizim bitta energiyani 3-5 birlik issiqlik energiyasiga aylantiradi.

Geotermal tizimlarga texnik xizmat ko'rsatish oson. To'g'ri o'rnatilgan, bu juda muhim, er osti pastadir bir necha avlodlar uchun to'g'ri ishlashi mumkin. Ventilyator, kompressor va nasos yopiq joyga joylashtirilgan va o'zgaruvchan ob-havo sharoitlaridan himoyalangan, shuning uchun ularning xizmat muddati ko'p yillar, ko'pincha o'nlab yillar davom etishi mumkin. Oddiy davriy tekshiruvlar, filtrni o'z vaqtida almashtirish va har yili lasanni tozalash yagona talab qilinadi.

Foydalanish tajribasi geotermal NVK tizimlari

Geotermal NVC tizimlari butun dunyo bo'ylab 60 yildan ortiq vaqtdan beri ishlatilib kelinmoqda. Bunga qarshi emas, tabiat bilan ishlaydi va ular issiqxona gazlarini chiqarmaydilar (yuqorida aytib o'tilganidek, ular elektr energiyasidan kam foydalanadilar, chunki ular yerning doimiy haroratidan foydalanadilar).

Geotermal NVC tizimlari tobora o'sib borayotgan yashil qurilish harakatining tarkibiy qismi sifatida barqaror uylarning atributlariga aylanmoqda. Yashil loyihalar AQShdagi barcha uylarning 20 foizini tashkil etdi o'tgan yili... Wall Street Journal gazetasida yozilishicha, yashil qurilish byudjeti 2016 yilga kelib yiliga 36 milliard dollardan 114 milliard dollargacha o'sadi. Bu ko'chmas mulk bozorining 30-40 foizini tashkil etadi.

Ammo geotermal isitish va sovutish haqidagi ma'lumotlarning aksariyati eskirgan ma'lumotlar yoki asossiz afsonalarga asoslangan.

Geotermal NVC tizimlari haqidagi afsonalar

1. Geotermal NVC tizimlari qayta tiklanadigan texnologiya emas, chunki ular elektr energiyasidan foydalanadilar.

Fakt: Geotermal HVAC tizimlari besh birlikgacha sovutish yoki isitish uchun elektr energiyasidan foydalanadi.

2. Quyosh va shamol energiyasi geotermal NVC tizimlariga qaraganda qulay qayta tiklanadigan texnologiyalardir.

Haqiqat: Geotermal HVAC tizimlari bir dollarga quyosh yoki shamol energiyasidan to'rt baravar ko'proq kilovatt-soat sarflaydi. Ushbu texnologiyalar albatta o'ynashi mumkin muhim rol atrof-muhit uchun, ammo geotermal NVC tizimi ko'pincha atrof-muhitga ta'sirni kamaytirishning eng samarali va iqtisodiy usuli hisoblanadi.

3. Geotermal NVC tizimi er osti pastadirining polietilen quvurlarini joylashtirish uchun juda ko'p joy talab qiladi.

Haqiqat: Er sharoitiga qarab, er osti pastadir vertikal ravishda joylashishi mumkin, ya'ni kichik sirt maydoni talab qilinadi. Agar foydalanish mumkin bo'lgan suv qatlami mavjud bo'lsa, unda uning yuzasida faqat bir necha kvadrat metr kerak bo'ladi. E'tibor bering, suv issiqlik almashinuvchisidan o'tgandan keyin olingan suv qatlamiga qaytadi. Shunday qilib, suv chiqindi suv emas va suv qatlamini ifloslantirmaydi.

4. NVK er osti issiqlik nasoslari shovqinli.

Fakt: Tizimlar juda jim va tashqi qo'shnilarni bezovta qilmaydigan asbob yo'q.

5. Geotermal tizimlar oxir-oqibat yo'q qilinadi.

Fakt: Yer osti aylanishlari avlodlarga davom etishi mumkin. Issiqlik uzatish uskunalari odatda o'nlab yillar davom etadi, chunki u bino ichida himoyalangan. Kerakli uskunani almashtirish vaqti kelganda, bunday almashtirish narxi yangisiga qaraganda ancha past bo'ladi. geotermal tizimchunki er osti pastadir va quduq eng qimmat qismlardir. Yangi texnik echimlar erdagi issiqlikni ushlab turish muammosini bartaraf qiladi, shuning uchun tizim haroratni cheklanmagan miqdorda almashtirishi mumkin. Ilgari, noto'g'ri hisoblangan tizimlar mavjud bo'lib, ular erni haddan tashqari qizdirgan yoki haddan tashqari qizdirgan, shu sababli tizim ishlashi uchun zarur bo'lgan harorat farqi qolmagan.

6. Geotermal HVAC tizimlari faqat isitish uchun ishlaydi.

Fakt: Ular sovutish uchun juda samarali ishlaydi va qo'shimcha zaxira issiqlik manbasiga ehtiyoj qolmasligi uchun loyihalashtirilishi mumkin. Garchi ba'zi mijozlar sovuq vaqtlar uchun kichik zaxira tizimiga ega bo'lish iqtisodiy deb qaror qilishadi. Bu ularning er osti pastadirlari kichikroq bo'ladi va shuning uchun arzonroq bo'ladi degan ma'noni anglatadi.

7. Geotermal HVAC tizimlari bir vaqtning o'zida maishiy suvni, issiqlik havzasi suvini va uyni isitishga qodir emas.

Fakt: Tizimlar bir vaqtning o'zida ko'plab funktsiyalarni bajarish uchun ishlab chiqilishi mumkin.

8. Geotermal NVC tizimlari erni sovutgich bilan ifloslantiradi.

Fakt: Aksariyat tizimlar suvni faqat menteşalarda ishlatadilar.

9. NWC geotermal tizimlari juda ko'p suvdan foydalanadilar.

Fakt: Geotermal tizimlar aslida suvni iste'mol qilmaydi. Agar harorat almashinuvi bo'lsa er osti suvlari, keyin barcha suv bir xil suv qatlamiga qaytadi. Ilgari, haqiqatan ham issiqlik almashtirgichdan o'tib suvni isrof qiladigan tizimlar bo'lgan, ammo bugungi kunda bunday tizimlar deyarli ishlatilmaydi. Tijorat nuqtai nazaridan, NVC geotermal tizimlari an'anaviy tizimlarda bug'lanib ketadigan millionlab litr suvni tejashga yordam beradi.

10. Geotermal NVK texnologiyasi davlat va mintaqaviy soliq imtiyozisiz moliyaviy jihatdan mumkin emas.

Fakt: Davlat va mintaqaviy imtiyozlar odatda boshlang'ich narxini an'anaviy asbob-uskunalar narxiga yaqinlashtirishi mumkin bo'lgan geotermal tizimning umumiy qiymatining 30 dan 60 foizigacha. HVAC standart havo tizimlari bir tonna issiqlik yoki sovuq uchun 3000 AQSh dollar turadi (uylarda odatda bir tonnadan besh tonnagacha foydalaniladi). Geotermal NVK tizimlarining narxi bir tonna uchun taxminan 5000 AQSh dollaridan 8000-9000 gacha. Biroq, o'rnatishning yangi usullari an'anaviy tizimlarning narxiga qadar xarajatlarni sezilarli darajada kamaytiradi.

Narxni pasaytirishga jamoat yoki tijorat maqsadlarida ishlatiladigan asbob-uskunalarga chegirma yoki hattoki uy-ro'zg'or buyurtmalariga (ayniqsa Bosch, Carrier va Trane kabi yirik brendlardan) chegirmalar orqali erishish mumkin. Nasos va qayta in'ektsiya quduqlaridan foydalangan holda ochiq ilmoqlar yopiq tizimlarga qaraganda arzonroq.

Materiallarga asoslangan: energyblog.nationalgeographic.com

Harorat maydonlarini taqlid qilish va boshqa hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun ma'lum bir chuqurlikdagi tuproq haroratini bilish kerak.

Chuqurlikdagi tuproq harorati ekstraksiya tuproq chuqurligi termometrlari yordamida o'lchanadi. Bular meteorologik stansiyalar tomonidan muntazam ravishda olib boriladigan rejalashtirilgan tadqiqotlar. Tadqiqot ma'lumotlari iqlim atlaslari va me'yoriy hujjatlar uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Tuproq haroratini ma'lum bir chuqurlikda olish uchun siz, masalan, ikkitasini sinab ko'rishingiz mumkin oson usullari... Ikkala usul ham ma'lumotnomalardan foydalanishni o'z ichiga oladi:

1. Haroratni taxminiy aniqlash uchun siz TsPI-22 hujjatidan foydalanishingiz mumkin. "O'tish temir yo'llar quvurlar ». Bu erda quvurlarni issiqlik muhandisliklarini hisoblash metodologiyasi doirasida 1-jadval keltirilgan, unda ma'lum iqlim mintaqalari uchun tuproq haroratining o'lchov chuqurligiga qarab qiymatlari berilgan. Quyida ushbu jadvalni taqdim etaman.

1-jadval

1. SSSR davridan beri "gaz sanoatidagi ishchiga yordam berish uchun" manbadan turli xil chuqurlikdagi tuproq harorati jadvali

Ba'zi shaharlar uchun sovuqning standart penetratsion chuqurligi:

Tuproqni muzlatish chuqurligi tuproq turiga bog'liq:

Menimcha, eng oson variant - yuqoridagi ma'lumotlardan foydalanish va keyin interpolate.

Er haroratidan foydalangan holda aniq hisob-kitoblarning eng ishonchli varianti meteorologik xizmatlarning ma'lumotlaridan foydalanish hisoblanadi. Ba'zi onlayn ma'lumotnomalar meteorologik xizmatlarga asoslangan. Masalan, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Bu erda aholi punkti, tuproq turini tanlash kifoya va siz olishingiz mumkin harorat xaritasi tuproq yoki uning ma'lumotlari jadval shaklida. Aslida, bu qulay, ammo bu manba to'langanga o'xshaydi.

Agar ma'lum bir chuqurlikda tuproq haroratini aniqlashning boshqa usullarini bilsangiz, iltimos, sharhlar yozing.

Ehtimol sizni quyidagi material qiziqtirishi mumkin:

Er ichidagi harorat ko'pincha sub'ektiv ko'rsatkichdir, chunki aniq haroratni faqat kirish joylarida, masalan, Kola qudug'ida (chuqurligi 12 km) chaqirish mumkin. Ammo bu joy er qobig'ining tashqi qismiga tegishli.

Erning turli chuqurliklarida harorat

Olimlarning aniqlashicha, harorat har 100 metr chuqurlikda harorat 3 darajaga ko'tariladi. Bu raqam butun qit'alar va dunyoning qismlari uchun doimiydir. Haroratning bunday ko'tarilishi er qobig'ining yuqori qismida, taxminan dastlabki 20 km davomida sodir bo'ladi, keyin harorat ko'tarilishi sekinlashadi.

Eng katta o'sish AQShda qayd etildi, u erdagi har 1000 metrga harorat 150 darajaga ko'tarildi. Eng past o'sish Janubiy Afrikada qayd etildi, termometr atigi 6 darajaga ko'tarildi.

Taxminan 35-40 kilometr chuqurlikda harorat 1400 daraja atrofida o'zgarib turadi. 25 dan 3000 km gacha chuqurlikda mantiya va tashqi yadro o'rtasidagi chegara 2000 dan 3000 darajagacha qiziydi. Ichki yadro 4000 darajaga qadar isitiladi. Erning eng markazidagi harorat, murakkab tajribalar natijasida olingan so'nggi ma'lumotlarga ko'ra, taxminan 6000 daraja. Quyosh yuzasida bir xil harorat bilan maqtana oladi.

Er qa'rining minimal va maksimal harorati

Er ichidagi minimal va maksimal haroratni hisoblashda doimiy harorat kamarining ma'lumotlari hisobga olinmaydi. Ushbu kamarda harorat yil davomida doimiy bo'ladi. Kamar 5 metr (tropiklar) va 30 metrgacha (balandliklar) chuqurlikda joylashgan.

Maksimal harorat o'lchanib, taxminan 6000 metr chuqurlikda qayd etildi va 274 darajani tashkil qildi. Er ichidagi minimal harorat, asosan, sayyoramizning shimoliy mintaqalarida qayd etilgan, u erda hatto 100 metrdan ko'proq chuqurlikda termometr nol darajadagi haroratni ko'rsatmoqda.

Issiqlik qayerdan keladi va u sayyora ichaklarida qanday taqsimlanadi

Er ichidagi issiqlik bir necha manbalardan kelib chiqadi:

1) Radioaktiv elementlarning parchalanishi;

2) Yer yadrosida qizdirilgan moddaning gravitatsion differentsiatsiyasi;

3) Tidal ishqalanish (Oyning Yerga ta'siri va uning sekinlashishi bilan birga).

Bu er osti suvlarida issiqlik paydo bo'lishining ba'zi variantlari, ammo bu savol to'liq ro'yxati va mavjud bo'lgan narsalarning to'g'riligi hali ham ochiq.

Sayyoramizning ichaklaridan chiqadigan issiqlik oqimi tarkibiy zonalarga qarab o'zgaradi. Shuning uchun okean, tog'lar yoki tekisliklar joylashgan joyda issiqlikning taqsimlanishi mutlaqo boshqacha ko'rsatkichlarga ega.