Геотермальні теплові насоси

Середня температуру Землі на глибині 3-5 м впродовж року становить 10-13°С і вище. Цим можна скористатися для опалення й охолодження будинків, виробничих приміщень, тваринницьких ферм за допомогою теплообмінників і теплонасосних установок, що дає змогу заощаджувати до 50-70% теплоти, яка використовується для створення оптимального температурного режиму в приміщеннях. Для цього в землі за певною схемою прокладають канали для руху повітря або заривають труби, у які подається вода (чи інший теплоносій). Незалежно від того, що циркулює в такій системі, за рахунок теплообміну з землею такий тепловий насос може поглинати тепло землі й передавати його в будинок у холодну пору року або переміщувати тепло з будинку в землю в спекотну пору.

В деяких випадках використання теплової геотермальної помпи дозволяє економити до 2/3 енергії, що використовується для опалення.

4. Потенціал геотермальної енергії України

Україна має значні ресурси геотермальної енергії, загальний потенціал яких в програмі державної підтримки розвитку нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії та малої гідро- та теплоенергетики оцінюється величиною 438109 кВт.год за рік, що еквівалентно запасам палива в обсягом 50 106 т у.п.

Геотермальні ресурси України - це передусім термальні води і тепло нагрітих сухих гірських порід. Крім цього, до перспективних для використання в промислових масштабах можна віднести ресурси нагрітих підземних вод, які виводяться з нафтою та газом діючими свердловинами нафто-газових родовищ.

Досить перспективним напрямком енергозберігаючої технологічної політики, що дозволяє забезпечити значну економію традиційного палива, е використання геотермальної енергії для опалення, водопостачання І кондиціювання повітря в житлових та громадських будівлях і спорудах в містах І сільській місцевості, а також технологічне використання глибинного тепла Землі є різних галузях промисловості і сільського господарства.

Одним із перспективних напрямів розвитку геотермальної енергетики € створення комбінованих енерготехнологічних вузлів для отримання електроенергії, теплоти та цінних компонентів, що містяться в геотермальних теплоносіях.

Геотермальні установки потребують зовсім невеликих ділянок землі, набагато менших, ніж необхідні під енергетичні установки інших типів. Вони можуть розміщуватися практично на будь-яких землях, включаючи сільськогосподарські угіддя. Якби можна було використовувати усього лише 1 % геотермальної енергії Земної кори (глибина 10 км), ми б мали у своєму розпорядженні кількість енергії, що у 500 разів перевищує всі світові запаси нафти і газу. У 2001 р. потужність електростанцій, що використовують геотермальні ресурси, в усім світі становила близько 8500 МВт. Очікується, що до 2005 р. цей показник перевищить 11000 МВт.

У світі намітилася чітка тенденція до витіснення використання викопних видів палива (вугілля, нафти, урану) для виробництва електроенергії. Основним завданням в наш час стає економія електроенергії. У зв'язку з цим потрібно згадати такий древній вид енергії, як геотермія.

Теплом земних надр людина користувалась тоді, коли перебувати на земній поверхні було холодно. Хто був у метро, напевно, звернув увагу на природне кондиціювання повітря, яке відбувається саме собою без будь-яких енерговитрат. Влітку в підземеллі прохолодно, а взимку тепло. Таким чином, печерні люди не мали великих проблем з обігрівом житла. Ті, кому довелося випробувати землянку, також можуть підтвердити, що в мороз під землею тепліше, також тепліше в хатах з земляною підлогою. Мій знайомий побудував майстерню у схилі пагорба. Одну зі стін довелося зробити бетонною, так як вона опинилася нижче рівня землі. Ми боялися, що від бетону буде віяти холодом, але навіть у найлютіші морози стіна залишалася теплою. Для таких стін краще вибирати південний схил, тоді в будинку буде і тепло, і світло.

У наш час будують експериментальне підземне житло, але до масовості справа не доходить. Нічого не поробиш - сила звички...

Проблема номер один підземного житла - його освітлення. З винаходом оптоволоконних ліній цю проблему можна вирішити за допомогою дзеркальних рефлекторів, які збирають зовнішнє денне світло.

Винахід теплових труб дало можливість передавати внутрішнє тепло Землі на її поверхню. Виготовити теплову трубу нескладно. Для цього заглушених з одного боку металеву трубу частково заповнюють водою, доводять зовнішнім нагрівом до бурхливого кипіння, і дочекавшись інтенсивного виходу пари, запаюють. Виходить замкнута конденсаційно-випарна система, яка використовує гравітацію для інтенсивної передачі тепла знизу вгору. У невагомості теплова труба не діє.

Якщо забити кілька теплових труб у землю до рівня грунтових вод (див. малюнок), то можна обігрівати приміщення. Жари від такого нагрівання не передбачається, але замерзнути теплові труби вже не дадуть. Це за умови, що тепло не буде марнувати через нещільність і погану теплоізоляцію стелі, стін, вікон і дверей. За старих часів замість теплових труб використовували "сухі криниці", їх ще можна зустріти в рукотворних печерах і старовинних замках. Роль теплоносія в таких колодязях грав не водяний пар, а звичайне повітря.

Як бачимо, економити тепло та електроенергію можна і таким незвичайним методом, як геотермія. Хоча під цим терміном більше мають на увазі електростанції, що працюють на геотермальних водах - підземних гарячих джерелах, що знаходяться в районах вулканічної активності. У Росії такі електростанції знаходяться на Камчатці.

Звичайно, тепло Землі - не єдиний подарунок природи, що дає нам можливість економити електроенергію. Досліджуючи історію побуту людей, а також історію техніки, можна знайти багато цікавих винаходів і відкриттів, які з тієї чи іншої причини були давно забуті. Збираючи такі "дрібниці", все більше переконуєшся, що в енергетичній проблемі чого-небудь принципово нерозв'язного не існує.

Поиск по сайту: