Այստեղ հրապարակված է ձմռանը (2012-13 թթ.) գետնի ջերմաստիճանի փոփոխությունների դինամիկան տան տակ 130 սանտիմետր խորության վրա (հիմքի ներքին եզրի տակ), ինչպես նաև գետնի մակարդակում և ջրի ջերմաստիճանը լավ. Այս ամենը` ջրհորից եկող բարձրության վրա:
Գծապատկերը գտնվում է հոդվածի ներքևում։
Դաչա (Նոր Մոսկվայի և Կալուգայի շրջանի սահմանին) ձմեռ, պարբերական այցելություններ (ամսական 2-4 անգամ մի քանի օր):
Տան կույր տարածքը և նկուղը մեկուսացված չեն, աշնանից փակվել են ջերմամեկուսիչ խցաններով (10 սմ փրփուր)։ Վերանդայի ջերմության կորուստը, որտեղ հունվարին բարձրանում է վերելակը, փոխվել է: Տես Ծանոթագրություն 10:
130 սմ խորության վրա չափումները կատարվում են Xital GSM համակարգով (), դիսկրետ - 0,5 * C, ավելացրեք. սխալը մոտ 0,3 * C է:
Սենսորը տեղադրված է բարձրացնողի մոտ ներքևից եռակցված 20 մմ HDPE խողովակում (բարձրացնող ջերմամեկուսացման արտաքին մասում, բայց 110 մմ խողովակի ներսում):
Աբսցիսան ցույց է տալիս ամսաթվերը, օրդինատը՝ ջերմաստիճանը։
Ծանոթագրություն 1:
Ես նաև կվերահսկեմ ջրի ջերմաստիճանը ջրհորում, ինչպես նաև տան տակ գտնվող հողի մակարդակում, անմիջապես բարձրացողի վրա առանց ջրի, բայց միայն ժամանելուն պես: Սխալը մոտ + -0,6 * C է:
Ծանոթագրություն 2:
Ջերմաստիճանը հողի մակարդակի վրատան տակ, ջրամատակարարման վերելակի մոտ, մարդկանց և ջրի բացակայության դեպքում այն ​​արդեն իջել է մինչև մինուս 5 * C: Սա հուշում է, որ ես իզուր չեմ սարքել համակարգը - Ի դեպ, թերմոստատը, որը ցույց տվեց -5 * C, հենց այս համակարգից է (RT-12-16):
Ծանոթագրություն 3:
«Ջրհորում» ջրի ջերմաստիճանը չափվում է նույն սենսորով (այն նաև նշում է 2-ում), ինչպես «գետնի մակարդակում», - այն կանգնած է հենց ջերմամեկուսացման տակ գտնվող վերելակի վրա, գետնի մակարդակով բարձրացնողի մոտ: Այս երկու չափումները կատարվում են տարբեր ժամանակներում: «Գետնի մակարդակում» - նախքան ջուրը բարձրացնողի մեջ մղելը և «հորում» - կես ժամ ընդհատումներով մոտ 50 լիտր մղելուց հետո:
Ծանոթագրություն 4:
Ջրհորի ջրի ջերմաստիճանը կարող է որոշ չափով թերագնահատվել, քանի որ. Ես չեմ կարող փնտրել այս անիծված ասիմպտոտը, որը անվերջ ջուր է մղում (իմը)... Ես խաղում եմ այնպես, ինչպես կարող եմ:
Ծանոթագրություն 5. Համապատասխան չէ, հանված է:
Ծանոթագրություն 6:
Ֆիքսման սխալ դրսի ջերմաստիճանըմոտավորապես + - (3-7) * C.
Ծանոթագրություն 7:
Հողի մակարդակում ջրի սառեցման արագությունը (առանց պոմպը միացնելու) մոտավորապես 1-2 * C է ժամում (սա մինուս 5 * C է հողի մակարդակում):
Ծանոթագրություն 8:
Մոռացա նկարագրել, թե ինչպես է դասավորված և մեկուսացված իմ ստորգետնյա վերելակը: PND-32-ի վրա դրվում է մեկուսիչ երկու գուլպան՝ ընդհանուր 2 սմ: հաստությունը (ըստ երևույթին, փրփրած պոլիէթիլեն), այս ամենը մտցվում է 110 մմ կոյուղու խողովակի մեջ և փրփրվում այնտեղ 130 սմ խորության վրա։ Ճիշտ է, քանի որ PND-32-ը չի մտել 110-րդ խողովակի կենտրոնում, և նաև այն փաստը, որ դրա մեջտեղում սովորական փրփուրի զանգվածը կարող է երկար ժամանակ չպնդանալ, ինչը նշանակում է, որ այն չի վերածվում տաքացուցիչի, ես խիստ եմ կասկածում եմ նման լրացուցիչ մեկուսացման որակի վրա… Հավանաբար ավելի լավ կլիներ օգտագործել երկու բաղադրիչ փրփուր, որի գոյությունը ես միայն հետո իմացա…
Ծանոթագրություն 9:
Ուզում եմ ընթերցողների ուշադրությունը հրավիրել 01/12/2013 թվագրված «Գետնի մակարդակում» ջերմաստիճանի չափման վրա: եւ թվագրված 18.01.2013թ. Այստեղ, իմ կարծիքով, +0.3 * C արժեքը շատ ավելի բարձր է, քան սպասվում էր: Կարծում եմ, որ սա 31.12.2012թ.-ին իրականացված «Նկուղը վերելքի մոտ ձյունով լցնել» գործողության հետևանք է։
Ծանոթագրություն 10:
Հունվարի 12-ից փետրվարի 3-ը կատարել է վերանդայի լրացուցիչ մեկուսացում, ուր գնում է ստորգետնյա վերելակը։
Արդյունքում, մոտավոր հաշվարկներով, վերանդայի ջերմության կորուստը կրճատվել է 100 Վտ/քմ-ից: հարկ մինչև մոտ 50 (սա փողոցում մինուս 20 * C է):
Սա արտացոլված է նաև գծապատկերներում։ Տեսեք ջերմաստիճանը գետնի մակարդակում փետրվարի 9-ին՝ +1,4*C, իսկ փետրվարի 16-ին՝ +1,1 - իրական ձմռան սկզբից այսքան բարձր ջերմաստիճան չի եղել:
Եվ ևս մեկ բան. փետրվարի 4-ից մինչև փետրվարի 16-ը երկու ձմռան ընթացքում առաջին անգամ՝ կիրակիից ուրբաթ, կաթսան չի միացել սահմանված նվազագույն ջերմաստիճանը պահպանելու համար, քանի որ այն չի հասել այս նվազագույնին…
Ծանոթագրություն 11:
Ինչպես խոստացել էի («պատվերի» և տարեկան ցիկլը լրացնելու համար) ամռանը պարբերաբար կհրապարակեմ ջերմաստիճանը։ Բայց - ոչ թե ժամանակացույցում, որպեսզի ձմեռը «չմթագնի», այլ այստեղ՝ Note-11-ում։
11 մայիսի, 2013 թ
3 շաբաթ օդափոխությունից հետո օդափոխիչները փակվել են մինչև աշուն՝ խտացումից խուսափելու համար։
13 մայիսի, 2013 թ(փողոցում մեկ շաբաթ + 25-30 * C):
- տան տակ գետնի մակարդակում + 10,5 * C,
- տան տակ 130 սմ խորության վրա: +6*С,

Հունիսի 12, 2013:
- տան տակ գետնի մակարդակում + 14,5 * C,
- տան տակ 130 սմ խորության վրա: +10*С.
- ջուրը ջրհորի մեջ + 8 * C-ից ոչ բարձր 25 մ խորությունից:
Հունիսի 26, 2013:
- տան տակ գետնի մակարդակում + 16 * C,
- տան տակ 130 սմ խորության վրա: +11*С.
- 25 մ խորությունից ջրհորի ջուրը +9,3*C-ից բարձր չէ:
Օգոստոսի 19, 2013:
- տան տակ գետնի մակարդակում + 15,5 * C,
- տան տակ 130 սմ խորության վրա: +13,5*С.
- ջուրը հորում +9,0*C-ից ոչ բարձր 25 մ խորությունից:
Սեպտեմբերի 28, 2013:
- տան տակ գետնի մակարդակում + 10,3 * C,
- տան տակ 130 սմ խորության վրա: +12*С.
- ջուրը ջրհորի մեջ 25 մ խորությունից = + 8,0 * C:
Հոկտեմբերի 26, 2013:
- տան տակ գետնի մակարդակում + 8,5 * C,
- տան տակ 130 սմ խորության վրա: +9,5*С.
- ջուրը ջրհորի մեջ + 7,5 * C-ից ոչ բարձր 25 մ խորությունից:
Նոյեմբերի 16, 2013:
- տան տակ գետնի մակարդակում + 7,5 * C,
- տան տակ 130 սմ խորության վրա: +9.0*С.
- ջուրը ջրհորի մեջ 25 մ + 7,5 * C խորությունից:
Փետրվարի 20, 2014:
Սա, հավանաբար, այս հոդվածի վերջին գրառումն է:
Ամբողջ ձմեռը մենք անընդհատ ապրում ենք տանը, անցյալ տարվա չափումները կրկնելու կետը փոքր է, ուստի միայն երկու նշանակալի թիվ.
- տան տակ գտնվող նվազագույն ջերմաստիճանը գետնի մակարդակում հենց սառնամանիքներում (-20 - -30 * C) դրանց սկսվելուց մեկ շաբաթ անց, մի քանի անգամ իջավ + 0,5 * C-ից ցածր: Այս պահերին ես աշխատում էի

Ածխաջրածիններով հարուստ մեր երկրում երկրաջերմային էներգիան մի տեսակ էկզոտիկ ռեսուրս է, որն իրերի ներկա վիճակում դժվար թե մրցակցի նավթի ու գազի հետ։ Այնուամենայնիվ, էներգիայի այս այլընտրանքային ձևը կարող է օգտագործվել գրեթե ամենուր և բավականին արդյունավետ։

Երկրաջերմային էներգիան երկրագնդի ներքին ջերմությունն է: Այն առաջանում է խորքերում և դուրս է գալիս Երկրի մակերևույթ տարբեր ձևերև տարբեր ինտենսիվությամբ։

Հողի վերին շերտերի ջերմաստիճանը հիմնականում կախված է արտաքին (էկզոգեն) գործոններից՝ արևի լույսից և օդի ջերմաստիճանից։ Ամռանը և ցերեկը հողը տաքանում է մինչև որոշակի խորություններ, իսկ ձմռանը և գիշերը սառչում է օդի ջերմաստիճանի փոփոխության հետևանքով և որոշակի ուշացումով՝ խորության հետ մեծանալով։ Օդի ջերմաստիճանի ամենօրյա տատանումների ազդեցությունն ավարտվում է մի քանի տասնյակ սանտիմետր խորություններում։ Սեզոնային տատանումները գրավում են հողի ավելի խորը շերտերը` մինչև տասնյակ մետր:

Որոշակի խորության վրա՝ տասնյակից մինչև հարյուրավոր մետր, հողի ջերմաստիճանը պահպանվում է հաստատուն՝ հավասար Երկրի մակերեսին մոտ օդի միջին տարեկան ջերմաստիճանին։ Սա հեշտ է ստուգել՝ իջնելով բավականին խորը քարանձավ:

Երբ միջին տարեկան ջերմաստիճանըտարածքում օդը զրոյից ցածր է, սա դրսևորվում է որպես մշտական ​​սառույց (ավելի ճիշտ՝ հավերժական սառույց): Արևելյան Սիբիրում ամբողջ տարվա ընթացքում սառեցված հողերի հաստությունը, այսինքն՝ հաստությունը, տեղ-տեղ հասնում է 200–300 մ-ի։

Որոշակի խորությունից (քարտեզի յուրաքանչյուր կետի համար իր սեփականը) Արեգակի և մթնոլորտի գործողությունն այնքան է թուլանում, որ առաջին տեղում են էնդոգեն (ներքին) գործոնները, և երկրի ներսը տաքանում է ներսից, այնպես որ ջերմաստիճանը սկսում է բարձրանալ խորությամբ:

Երկրի խորքային շերտերի տաքացումը հիմնականում կապված է այնտեղ տեղակայված ռադիոակտիվ տարրերի քայքայման հետ, թեև ջերմության այլ աղբյուրներ նույնպես կոչվում են, օրինակ՝ ֆիզիկաքիմիական, տեկտոնական պրոցեսները երկրի ընդերքի և թիկնոցի խորը շերտերում։ Բայց ինչ էլ որ լինի պատճառը, ապարների և հարակից հեղուկ ու գազային նյութերի ջերմաստիճանը խորության հետ մեծանում է: Հանքագործները բախվում են այս երևույթին. խորը հանքերում միշտ շոգ է: 1 կմ խորության վրա երեսուն աստիճան տաքությունը նորմալ է, իսկ ավելի խորը ջերմաստիճանն էլ ավելի բարձր է։

Երկրի ներսի ջերմային հոսքը, հասնելով Երկրի մակերևույթին, փոքր է, միջինում դրա հզորությունը կազմում է 0,03–0,05 Վտ / մ 2 կամ մոտավորապես 350 Վտ ժ / մ 2 տարեկան: Արեգակից ջերմային հոսքի և դրանով տաքացվող օդի ֆոնին սա աննկատելի արժեք է՝ Արևը տալիս է բոլորին. քառակուսի մետր երկրի մակերեսըտարեկան մոտ 4000 կՎտժ, այսինքն՝ 10000 անգամ ավելի (իհարկե, սա միջին է, բևեռային և հասարակածային լայնությունների միջև հսկայական տարածումով և կախված այլ կլիմայական և եղանակային գործոններից):

Ջերմային հոսքի աննշանությունը խորքից դեպի մակերես մոլորակի մեծ մասում կապված է ապարների ցածր ջերմահաղորդականության և երկրաբանական կառուցվածքի առանձնահատկությունների հետ։ Բայց կան բացառություններ՝ վայրեր, որտեղ ջերմային հոսքը բարձր է։ Դրանք, առաջին հերթին, տեկտոնական խզվածքների, սեյսմիկ ակտիվության և հրաբխության բարձրացման գոտիներն են, որտեղ ելք է գտնում երկրի ներքին էներգիան։ Նման գոտիներին բնորոշ են լիթոսֆերայի ջերմային անոմալիաները, այստեղ Երկրի մակերեսին հասնող ջերմային հոսքը կարող է շատ անգամ և նույնիսկ մեծության կարգերով ավելի հզոր լինել, քան «սովորականը»։ Հսկայական քանակությամբ ջերմություն այս գոտիներում մակերես է դուրս գալիս հրաբխային ժայթքումների և ջրի տաք աղբյուրների միջոցով:

Հենց այս տարածքներն են առավել նպաստավոր երկրաջերմային էներգիայի զարգացման համար։ Ռուսաստանի տարածքում դրանք, առաջին հերթին, Կամչատկան, Կուրիլյան կղզիները և Կովկասն են։

Միևնույն ժամանակ, երկրաջերմային էներգիայի զարգացումը հնարավոր է գրեթե ամենուր, քանի որ խորության հետ ջերմաստիճանի բարձրացումը ամենուր տարածված երևույթ է, և խնդիրն աղիքներից ջերմություն «արդյունահանելն» է, ինչպես հանքային հումք են արդյունահանվում այնտեղից։

Միջին հաշվով, ջերմաստիճանը բարձրանում է 2,5–3°C-ով յուրաքանչյուր 100 մ-ի համար: Տարբեր խորություններում գտնվող երկու կետերի միջև ջերմաստիճանի տարբերության հարաբերակցությունը նրանց միջև խորության տարբերությանը կոչվում է երկրաջերմային գրադիենտ:

Փոխադարձը երկրաջերմային քայլն է կամ խորության միջակայքը, որի դեպքում ջերմաստիճանը բարձրանում է 1°C-ով:

Որքան բարձր է գրադիենտը և, համապատասխանաբար, որքան ցածր է աստիճանը, այնքան Երկրի խորության ջերմությունը մոտենում է մակերեսին և այնքան խոստումնալից է այս տարածքը երկրաջերմային էներգիայի զարգացման համար։

Տարբեր տարածքներում, կախված երկրաբանական կառուցվածքից և այլ տարածաշրջանային և տեղական պայմաններից, ջերմաստիճանի բարձրացման տեմպերը խորության հետ կարող են կտրուկ տարբերվել: Երկրի մասշտաբով երկրաջերմային գրադիենտների և աստիճանների արժեքների տատանումները հասնում են 25 անգամ։ Օրինակ՝ Օրեգոն նահանգում (ԱՄՆ) գրադիենտը կազմում է 150°C 1 կմ-ի վրա, իսկ Հարավային Աֆրիկա- 6°C 1 կմ-ի վրա։

Հարցն այն է, թե ինչպիսի՞ն է ջերմաստիճանը մեծ խորություններում՝ 5, 10 կմ կամ ավելի: Եթե ​​միտումը շարունակվի, 10 կմ խորության վրա ջերմաստիճանը միջինը պետք է լինի մոտ 250–300°C: Սա քիչ թե շատ հաստատվում է գերխոր հորերի ուղիղ դիտարկումներով, թեև պատկերը շատ ավելի բարդ է, քան ջերմաստիճանի գծային աճը։

Օրինակ, Բալթյան բյուրեղային վահանում հորատված Կոլայի գերխորքային հորում ջերմաստիճանը փոխվում է 10°C/1 կմ արագությամբ մինչև 3 կմ խորության վրա, իսկ հետո երկրաջերմային գրադիենտը դառնում է 2–2,5 անգամ ավելի։ 7 կմ խորության վրա արդեն գրանցվել է 120°C ջերմաստիճան, 10 կմ-ում՝ 180°C, իսկ 12 կմ-ում՝ 220°C։

Մեկ այլ օրինակ է Հյուսիսային Կասպից ծովի ջրհորը, որտեղ 500 մ խորության վրա գրանցվել է 42°C ջերմաստիճան, 1,5 կմ-ում՝ 70°C, 2 կմ-ում՝ 80°C, 3 կմ-ում՝ 108°C։

Ենթադրվում է, որ երկրաջերմային գրադիենտը նվազում է՝ սկսած 20–30 կմ խորությունից. 100 կմ խորության վրա գնահատված ջերմաստիճանը կազմում է մոտ 1300–1500°C, 400 կմ խորության վրա՝ 1600°C, Երկրի վրա։ միջուկը (6000 կմ-ից ավելի խորություններ) – 4000–5000°C։

Մինչև 10–12 կմ խորություններում ջերմաստիճանը չափվում է հորատված հորերի միջոցով. որտեղ դրանք չկան, այն որոշվում է անուղղակի նշաններով այնպես, ինչպես ավելի մեծ խորություններում: Նման անուղղակի նշաններ կարող են լինել սեյսմիկ ալիքների անցման բնույթը կամ ժայթքող լավայի ջերմաստիճանը։

Այնուամենայնիվ, երկրաջերմային էներգիայի նպատակների համար 10 կմ-ից ավելի խորության վրա ջերմաստիճանի տվյալները դեռ գործնական հետաքրքրություն չեն ներկայացնում:

Մի քանի կիլոմետր խորության վրա շատ ջերմություն կա, բայց ինչպե՞ս բարձրացնել այն: Երբեմն բնությունն ինքն է լուծում այս խնդիրը մեզ համար բնական հովացուցիչ նյութի օգնությամբ՝ տաքացվող ջերմային ջրերը, որոնք դուրս են գալիս մակերես կամ ընկած են մեզ համար հասանելի խորության վրա: Որոշ դեպքերում խորքում ջուրը տաքացվում է գոլորշու վիճակի։

«Ջերմային ջրեր» հասկացության խիստ սահմանում չկա։ Որպես կանոն, դրանք նկատի ունեն տաք ստորերկրյա ջրերը հեղուկ վիճակում կամ գոլորշու տեսքով, ներառյալ նրանք, որոնք դուրս են գալիս Երկրի մակերես 20 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանով, այսինքն, որպես կանոն, օդի ջերմաստիճանից բարձր:

Ստորերկրյա ջրերի, գոլորշու, գոլորշի-ջուր խառնուրդների ջերմությունը հիդրոթերմալ էներգիա է։ Համապատասխանաբար, դրա օգտագործման հիման վրա էներգիան կոչվում է հիդրոթերմալ։

Իրավիճակն ավելի բարդ է ուղղակիորեն չոր ապարներից ջերմության արտադրության հետ կապված՝ նավթաջերմային էներգիա, հատկապես, որ բավականաչափ բարձր ջերմաստիճանները, որպես կանոն, սկսվում են մի քանի կիլոմետր խորությունից:

Ռուսաստանի տարածքում նավթաջերմային էներգիայի պոտենցիալը հարյուր անգամ գերազանցում է հիդրոթերմալինը՝ համապատասխանաբար 3500 և 35 տրիլիոն տոննա։ տեղեկատու վառելիք. Սա միանգամայն բնական է. Երկրի խորքերի ջերմությունն ամենուր է, իսկ ջերմային ջրերը տեղային են: Սակայն ակնհայտ տեխնիկական դժվարությունների պատճառով ջերմային ջրերի մեծ մասը ներկայումս օգտագործվում է ջերմության և էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար։

Ջրի ջերմաստիճանը 20-30-ից մինչև 100°C հարմար է ջեռուցման, 150°C և բարձր ջերմաստիճանների և երկրաջերմային էլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:

Ընդհանուր առմամբ, Ռուսաստանի տարածքում երկրաջերմային ռեսուրսները տոննաներով հղման վառելիքի կամ էներգիայի չափման ցանկացած այլ միավորի առումով մոտավորապես 10 անգամ գերազանցում են հանածո վառելիքի պաշարները:

Տեսականորեն միայն երկրաջերմային էներգիակարող է ամբողջությամբ բավարարել երկրի էներգետիկ կարիքները։ Գործնականում միացված է այս պահինիր տարածքի մեծ մասում դա հնարավոր չէ տեխնիկական և տնտեսական պատճառներով:

Աշխարհում երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը ամենից հաճախ կապված է Իսլանդիայի հետ՝ մի երկիր, որը գտնվում է Միջինատլանտյան լեռնաշղթայի հյուսիսային ծայրում՝ չափազանց ակտիվ տեկտոնական և հրաբխային գոտում: Հավանաբար բոլորը հիշում են Էյաֆիաթլայոկուդլ հրաբխի հզոր ժայթքումը ( Էյաֆջալաջոկուլ) 2010 թ.

Այս երկրաբանական առանձնահատկությունի շնորհիվ է, որ Իսլանդիան ունի երկրաջերմային էներգիայի հսկայական պաշարներ, ներառյալ տաք աղբյուրները, որոնք դուրս են գալիս Երկրի մակերևույթ և նույնիսկ հորդում են գեյզերների տեսքով:

Իսլանդիայում սպառվող էներգիայի ավելի քան 60%-ը ներկայումս վերցվում է Երկրից: Այդ թվում՝ պայմանավորված երկրաջերմային աղբյուրներապահովում է ջեռուցման 90%-ը և էլեկտրաէներգիայի արտադրության 30%-ը։ Հավելում ենք, որ երկրի մնացած էլեկտրաէներգիան արտադրվում է հիդրոէլեկտրակայանների կողմից, այսինքն՝ օգտագործելով նաև վերականգնվող էներգիայի աղբյուր, ինչի շնորհիվ Իսլանդիան մի տեսակ համաշխարհային բնապահպանական ստանդարտի տեսք ունի։

20-րդ դարում երկրաջերմային էներգիայի «սանձումը» զգալիորեն օգնեց Իսլանդիային տնտեսական պայմաններ. Մինչև անցյալ դարի կեսերը այն շատ աղքատ երկիր էր, այժմ աշխարհում առաջին տեղն է զբաղեցնում մեկ շնչին ընկնող դրված հզորությամբ և երկրաջերմային էներգիայի արտադրությամբ, իսկ երկրաջերմային էներգիայի բացարձակ դրվածքային հզորությամբ առաջին տասնյակում է։ բույսեր. Այնուամենայնիվ, նրա բնակչությունը կազմում է ընդամենը 300 հազար մարդ, ինչը հեշտացնում է էկոլոգիապես մաքուր էներգիայի աղբյուրներին անցնելու խնդիրը. դրա կարիքն ընդհանուր առմամբ փոքր է:

Իսլանդիայից բացի, էլեկտրաէներգիայի արտադրության ընդհանուր հաշվեկշռում երկրաջերմային էներգիայի բարձր տեսակարար կշիռ ունեն Նոր Զելանդիան և Հարավարևելյան Ասիայի կղզի պետությունները (Ֆիլիպիններ և Ինդոնեզիա), Կենտրոնական Ամերիկայի և Արևելյան Աֆրիկայի երկրները, որոնց տարածքը նույնպես բնութագրվում է. բարձր սեյսմիկ և հրաբխային ակտիվություն. Այս երկրների համար, իրենց ներկայիս զարգացման մակարդակով և կարիքներով, երկրաջերմային էներգիան զգալի ներդրում ունի սոցիալ-տնտեսական զարգացման մեջ:

Երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը շատ երկար պատմություն ունի։ Առաջին հայտնի օրինակներից մեկը Իտալիան է, մի վայր Տոսկանա գավառում, որն այժմ կոչվում է Լարդերելլո, որտեղ դեռևս 19-րդ դարի սկզբին տեղական տաք ջերմային ջրերը, որոնք բնականորեն հոսում էին կամ արդյունահանվում էին ծանծաղ հորերից, օգտագործվում էին էներգիայի համար: նպատակներ։

Այստեղ բորաթթու ստանալու համար օգտագործվել է ստորգետնյա աղբյուրներից բորով հարուստ ջուր։ Սկզբում այս թթուն ստացվում էր երկաթե կաթսաներում գոլորշիացմամբ, իսկ սովորական վառելափայտը որպես վառելիք վերցվում էր մոտակա անտառներից, բայց 1827 թվականին Ֆրանչեսկո Լարդերելը ստեղծեց համակարգ, որն աշխատում էր հենց ջրերի ջերմության վրա: Միաժամանակ բնական ջրային գոլորշու էներգիան սկսեց օգտագործվել հորատման սարքերի շահագործման համար, իսկ 20-րդ դարի սկզբին՝ տեղական տներն ու ջերմոցները տաքացնելու համար։ Նույն վայրում՝ Լարդերելոյում, 1904 թվականին ջերմային ջրի գոլորշին դարձավ էներգիայի աղբյուր՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։

19-րդ դարի վերջի և 20-րդ դարի սկզբի Իտալիայի օրինակին հետևեցին մի շարք այլ երկրներ։ Օրինակ, 1892 թվականին ջերմային ջրերն առաջին անգամ օգտագործվել են ԱՄՆ-ում (Բոիզ, Այդահո), 1919 թվականին՝ Ճապոնիայում, 1928 թվականին՝ Իսլանդիայում, տեղական ջեռուցման համար։

ԱՄՆ-ում առաջին հիդրոթերմալ էլեկտրակայանը հայտնվել է Կալիֆորնիայում 1930-ականների սկզբին, Նոր Զելանդիայում՝ 1958 թվականին, Մեքսիկայում՝ 1959 թվականին, Ռուսաստանում (աշխարհի առաջին երկուական GeoPP-ն)՝ 1965 թվականին։

Հին սկզբունք նոր աղբյուրում

Էլեկտրաէներգիայի արտադրությունն ավելին է պահանջում բարձր ջերմաստիճանիջրի աղբյուր, քան ջեռուցման համար - ավելի քան 150 ° C: Երկրաջերմային էլեկտրակայանի (GeoES) շահագործման սկզբունքը նման է սովորական ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքին: Իրականում երկրաջերմային էլեկտրակայանը ՋԷԿ-ի տեսակ է։

ՋԷԿ-երում, որպես կանոն, ածուխը, գազը կամ մազութը հանդես են գալիս որպես էներգիայի հիմնական աղբյուր, իսկ ջրային գոլորշիները՝ որպես աշխատանքային հեղուկ: Վառելիքը, այրվելով, ջուրը տաքացնում է գոլորշու վիճակի, որը պտտվում է գոլորշու տուրբինև այն արտադրում է էլեկտրաէներգիա։

GeoPP-ի տարբերությունն այն է, որ այստեղ էներգիայի առաջնային աղբյուրը երկրագնդի ներսի ջերմությունն է, և աշխատանքային հեղուկը գոլորշու տեսքով մտնում է էլեկտրական գեներատորի տուրբինի շեղբեր «պատրաստ» ձևով անմիջապես արտադրական ջրհորից:

Գոյություն ունեն GeoPP-ի շահագործման երեք հիմնական սխեմաներ՝ ուղղակի, չոր (երկրաջերմային) գոլորշու օգտագործմամբ; անուղղակի, հիդրոթերմալ ջրի վրա հիմնված և խառը կամ երկուական:

Այս կամ այն ​​սխեմայի օգտագործումը կախված է ագրեգացման վիճակից և էներգիայի կրիչի ջերմաստիճանից:

Ամենապարզը և, հետևաբար, յուրացված սխեմաներից առաջինը ուղիղն է, որի դեպքում ջրհորից եկող գոլորշին անմիջապես անցնում է տուրբինի միջով։ Աշխարհի առաջին GeoPP-ը Լարդերելլոյում 1904 թվականին նույնպես աշխատում էր չոր գոլորշու վրա:

Գործողության անուղղակի սխեմայով GeoPP-ները մեր ժամանակներում ամենատարածվածն են: Նրանք օգտագործում են տաք ստորգետնյա ջրեր, որը բարձր ճնշման տակ ներարկվում է գոլորշիչի մեջ, որտեղ դրա մի մասը գոլորշիացվում է, և ստացված գոլորշին պտտում է տուրբինը։ Որոշ դեպքերում լրացուցիչ սարքեր և սխեմաներ են պահանջվում ագրեսիվ միացություններից երկրաջերմային ջուրն ու գոլորշին մաքրելու համար:

Արտանետվող գոլորշին մտնում է ներարկման ջրհոր կամ օգտագործվում է տարածքի ջեռուցման համար. այս դեպքում սկզբունքը նույնն է, ինչ CHP-ի շահագործման ժամանակ:

Երկուական GeoPP-ներում տաք ջերմային ջուրը փոխազդում է մեկ այլ հեղուկի հետ, որը գործում է որպես աշխատանքային հեղուկ՝ ավելի ցածր եռման կետով: Երկու հեղուկներն էլ անցնում են ջերմափոխանակիչով, որտեղ ջերմային ջուրը գոլորշիացնում է աշխատող հեղուկը, որի գոլորշիները պտտում են տուրբինը։

Այս համակարգը փակ է, որը լուծում է մթնոլորտ արտանետումների խնդիրը։ Բացի այդ, համեմատաբար ցածր եռման կետով աշխատող հեղուկները հնարավորություն են տալիս որպես էներգիայի առաջնային աղբյուր օգտագործել ոչ շատ տաք ջերմային ջրերը։

Բոլոր երեք սխեմաներն օգտագործում են հիդրոթերմալ աղբյուր, սակայն նավթաջերմային էներգիան կարող է օգտագործվել նաև էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:

Շղթայի դիագրամն այս դեպքում նույնպես բավականին պարզ է. Անհրաժեշտ է հորատել երկու փոխկապակցված հորեր՝ ներարկման և արտադրական։ Ջուրը մղվում է ներարկման ջրհորի մեջ: Խորության վրա այն տաքանում է, ապա ուժեղ տաքացման արդյունքում առաջացած տաքացած ջուրը կամ գոլորշին արտադրական հորի միջոցով մատակարարվում է մակերեսին։ Ավելին, ամեն ինչ կախված է նրանից, թե ինչպես է օգտագործվում նավթաջերմային էներգիան՝ ջեռուցման կամ էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար։ Փակ ցիկլը հնարավոր է արտանետվող գոլորշու և ջրի պոմպով ներարկման ջրհորի մեջ կամ հեռացման այլ եղանակով:

Նման համակարգի թերությունն ակնհայտ է՝ բավականաչափ բարձր ջերմաստիճան ստանալ աշխատանքային հեղուկխորքային հորեր պետք է հորատվեն. Եվ սա լուրջ ծախս է և ջերմության զգալի կորստի վտանգ, երբ հեղուկը բարձրանում է: Հետևաբար, նավթաջերմային համակարգերը դեռևս ավելի քիչ են տարածված, քան հիդրոթերմայինները, թեև նավթաջերմային էներգիայի ներուժը մեծության կարգերով ավելի մեծ է:

Ներկայումս, այսպես կոչված, նավթաջերմային շրջանառության համակարգերի (PCS) ստեղծման առաջատարը Ավստրալիան է։ Բացի այդ, երկրաջերմային էներգիայի այս ուղղությունը ակտիվորեն զարգանում է ԱՄՆ-ում, Շվեյցարիայում, Մեծ Բրիտանիայում և Ճապոնիայում։

Նվեր լորդ Քելվինից

Ջերմային պոմպի գյուտը 1852 թվականին ֆիզիկոս Ուիլյամ Թոմփսոնի (նույն ինքը՝ Լորդ Քելվին) կողմից մարդկությանը իրական հնարավորություն ընձեռեց օգտագործելու հողի վերին շերտերի ցածր աստիճանի ջերմությունը։ Ջերմային պոմպի համակարգը կամ ջերմության բազմապատկիչը, ինչպես այն անվանել է Թոմսոնը, հիմնված է ջերմության փոխանցման ֆիզիկական գործընթացի վրա: միջավայրըհովացուցիչ նյութին: Փաստորեն, այն օգտագործում է նույն սկզբունքը, ինչ նավթաջերմային համակարգերում: Տարբերությունը ջերմության աղբյուրի մեջ է, ինչի կապակցությամբ կարող է առաջանալ տերմինաբանական հարց՝ որքանո՞վ կարելի է ջերմային պոմպը համարել երկրաջերմային համակարգ։ Բանն այն է, որ վերին շերտերում տասնյակ կամ հարյուրավոր մետր խորություններում ժայռերն ու դրանցում պարունակվող հեղուկները տաքանում են ոչ թե երկրի խոր ջերմությունից, այլ արևից։ Այսպիսով, այս դեպքում արևն է ջերմության առաջնային աղբյուրը, թեև այն վերցված է, ինչպես երկրաջերմային համակարգերում, երկրից:

Ջերմային պոմպի շահագործումը հիմնված է մթնոլորտի համեմատությամբ հողի տաքացման և հովացման հետաձգման վրա, որի արդյունքում մակերեսի և ավելի խորը շերտերի միջև ձևավորվում է ջերմաստիճանի գրադիենտ, որը ջերմություն է պահպանում նույնիսկ ձմռանը, ինչպես. ինչ է կատարվում ջրամբարներում. Ջերմային պոմպերի հիմնական նպատակը տարածքի ջեռուցումն է: Իրականում դա «հակադարձ սառնարան» է։ Ե՛վ ջերմային պոմպը, և՛ սառնարանը փոխազդում են երեք բաղադրիչների հետ՝ ներքին միջավայր (առաջին դեպքում՝ տաքացվող սենյակ, երկրորդում՝ սառեցված սառնարան), արտաքին միջավայր՝ էներգիայի աղբյուր և սառնագենտի (սառնագենտ), որը։ նաև հովացուցիչ նյութ է, որն ապահովում է ջերմության փոխանցում կամ սառը:

Ցածր եռման կետ ունեցող նյութը հանդես է գալիս որպես սառնագենտ, որը թույլ է տալիս ջերմություն վերցնել նույնիսկ համեմատաբար ցածր ջերմաստիճան ունեցող աղբյուրից:

Սառնարանում հեղուկ սառնագենտը շնչափողի (ճնշման կարգավորիչի) միջոցով մտնում է գոլորշիացուցիչ, որտեղ ճնշման կտրուկ նվազման պատճառով հեղուկը գոլորշիանում է։ Գոլորշիացումը էնդոթերմային գործընթաց է, որը պահանջում է ջերմություն դրսից ներծծվելու համար: Արդյունքում, գոլորշիչի ներքին պատերից ջերմություն է վերցվում, որն ապահովում է սառնարանային խցիկում սառեցնող ազդեցություն: Գոլորշիատորից այն կողմ սառնագենտը ներծծվում է կոմպրեսորի մեջ, որտեղ այն վերադառնում է ագրեգացման հեղուկ վիճակի: Սա հակառակ գործընթացն է, որը հանգեցնում է վերցված ջերմության արտանետմանը արտաքին միջավայր: Որպես կանոն, այն նետվում է սենյակ, իսկ սառնարանի հետևի պատը համեմատաբար տաք է։

Ջերմային պոմպն աշխատում է գրեթե նույն կերպ, այն տարբերությամբ, որ ջերմությունը վերցվում է արտաքին միջավայրից և գոլորշիչով մտնում ներքին միջավայրը- սենյակի ջեռուցման համակարգ.

Իրական ջերմային պոմպում ջուրը ջեռուցվում է, անցնելով գետնին կամ ջրամբարի մեջ դրված արտաքին շղթայով, այնուհետև մտնում է գոլորշիչ:

Գոլորշիատորում ջերմությունը փոխանցվում է ցածր եռման ջերմաստիճան ունեցող սառնագենտի միջոցով լցված ներքին շղթայի, որը, անցնելով գոլորշիատորի միջով, հեղուկից անցնում է գազային վիճակի՝ ընդունելով ջերմություն։

Հաջորդը, գազային սառնագենտը մտնում է կոմպրեսոր, որտեղ այն սեղմվում է բարձր ճնշումև ջերմաստիճանը և մտնում է կոնդենսատոր, որտեղ ջերմափոխանակությունը տեղի է ունենում տաք գազի և ջեռուցման համակարգից հովացուցիչ նյութի միջև:

Գործելու համար կոմպրեսորը պահանջում է էլեկտրաէներգիա, սակայն փոխակերպման հարաբերակցությունը (սպառված և արտադրված էներգիայի հարաբերակցությունը) ժամանակակից համակարգերբավականաչափ բարձր՝ արդյունավետ լինելու համար:

Ներկայումս ջերմային պոմպերը լայնորեն օգտագործվում են տարածքների ջեռուցման համար, հիմնականում տնտեսապես զարգացած երկրներում:

Էկո-ճիշտ էներգիա

Երկրաջերմային էներգիան համարվում է էկոլոգիապես մաքուր, ինչը, ընդհանուր առմամբ, ճիշտ է: Առաջին հերթին այն օգտագործում է վերականգնվող և գործնականում անսպառ ռեսուրս։ Երկրաջերմային էներգիան չի պահանջում մեծ տարածքներ, ի տարբերություն խոշոր հիդրոէլեկտրակայանների կամ հողմակայանների, և չի աղտոտում մթնոլորտը՝ ի տարբերություն ածխաջրածնային էներգիայի։ GeoPP-ը միջինում զբաղեցնում է 400 մ 2՝ արտադրված 1 ԳՎտ էլեկտրաէներգիայի դիմաց։ Նույն ցուցանիշը, օրինակ, ածուխով աշխատող ՋԷԿ-ի համար կազմում է 3600 մ 2: GeoPP-ների բնապահպանական առավելությունները ներառում են նաև ջրի ցածր սպառումը` 20 լիտր քաղցրահամ ջուր 1 կՎտ-ի դիմաց, մինչդեռ ՋԷԿ-երի և ատոմակայանների համար պահանջվում է մոտ 1000 լիտր: Նշենք, որ սրանք «միջին» GeoPP-ի բնապահպանական ցուցանիշներն են։

Բայց դեռևս կան բացասական կողմնակի ազդեցություններ: Դրանցից առավել հաճախ առանձնանում է աղմուկը. ջերմային աղտոտումմթնոլորտ և քիմիական՝ ջուր և հող, ինչպես նաև պինդ թափոնների առաջացում։

Շրջակա միջավայրի քիմիական աղտոտման հիմնական աղբյուրը հենց ջերմային ջուրն է (բարձր ջերմաստիճանով և հանքայնացումով), որը հաճախ պարունակում է մեծ քանակությամբ թունավոր միացություններ, հետևաբար առաջանում է կեղտաջրերի և վտանգավոր նյութերի հեռացման խնդիր։

Երկրաջերմային էներգիայի բացասական ազդեցություններին կարելի է հետևել մի քանի փուլով՝ սկսած հորատանցքերից: Այստեղ առաջանում են նույն վտանգները, ինչ ցանկացած հորատանցք հորատելիս՝ հողի և բուսածածկույթի ոչնչացում, հողի և ստորերկրյա ջրերի աղտոտում։

GeoPP-ի շահագործման փուլում պահպանվում են շրջակա միջավայրի աղտոտվածության խնդիրները։ Ջերմային հեղուկները՝ ջուրը և գոլորշին, սովորաբար պարունակում են ածխածնի երկօքսիդ (CO 2), ծծմբի սուլֆիդ (H 2 S), ամոնիակ (NH 3), մեթան (CH 4), սովորական աղ (NaCl), բոր (B), մկնդեղ (As): ), սնդիկ (Hg): Երբ արձակվում են շրջակա միջավայր, դրանք դառնում են աղտոտման աղբյուր: Բացի այդ, ագրեսիվ քիմիական միջավայրը կարող է կոռոզիայից վնաս պատճառել GeoTPP-ի կառույցներին:

Միևնույն ժամանակ, ԳեոԷԿ-երում աղտոտող նյութերի արտանետումները միջինում ավելի ցածր են, քան ՋԷԿ-երում: Օրինակ, ածխածնի երկօքսիդի արտանետումները մեկ կիլովատ/ժ էլեկտրաէներգիայի համար կազմում են մինչև 380 գ GeoPP-ներում, 1042 գ ածուխով աշխատող ջերմաէլեկտրակայաններում, 906 գ մազութում և 453 գ գազով աշխատող ջերմաէլեկտրակայաններում:

Հարց է առաջանում՝ ի՞նչ անել կեղտաջրերի հետ։ Ցածր աղիության դեպքում սառչելուց հետո այն կարող է թափվել մակերեսային ջրեր։ Մյուս ճանապարհը ներարկման ջրհորի միջոցով այն հետ մղելն է ջրատար շերտ, որը ներկայումս նախընտրելի և գերակշռող պրակտիկա է:

Ջրատար հորիզոններից ջերմային ջրի արդյունահանումը (ինչպես նաև սովորական ջրի դուրս մղումը) կարող է առաջացնել սուզումներ և գետնի տեղաշարժեր, երկրաբանական շերտերի այլ դեֆորմացիաներ և միկրոերկրաշարժեր: Նման երևույթների հավանականությունը սովորաբար ցածր է, թեև առանձին դեպքեր են գրանցվել (օրինակ՝ Գերմանիայի Շտաուֆեն իմ Բրեյսգաու քաղաքի GeoPP-ում)։

Պետք է ընդգծել, որ մեծ մասը GeoPP-ը գտնվում է համեմատաբար նոսր բնակեցված տարածքներում և երրորդ աշխարհի երկրներում, որտեղ բնապահպանական պահանջներն ավելի քիչ խիստ են, քան զարգացած երկրներում: Բացի այդ, այս պահին GeoPP-ների թիվը և դրանց հզորությունները համեմատաբար փոքր են։ Երկրաջերմային էներգիայի ավելի մեծ զարգացումով բնապահպանական ռիսկերըկարող է աճել և բազմանալ:

Որքա՞ն է Երկրի էներգիան:

Երկրաջերմային համակարգերի կառուցման համար ներդրումային ծախսերը շատ տարբեր են: լայն շրջանակ- 200-ից 5000 դոլար 1 կՎտ դրված հզորության համար, այսինքն՝ առավելագույնը. էժան տարբերակներհամեմատելի է ջերմաէլեկտրակայանի կառուցման արժեքի հետ։ Դրանք առաջին հերթին կախված են ջերմային ջրերի առաջացման պայմաններից, դրանց բաղադրությունից և համակարգի նախագծումից։ Մեծ խորություններում հորատումը, երկու հորերով փակ համակարգ ստեղծելը, ջրի մաքրման անհրաժեշտությունը կարող է բազմապատկել ծախսերը:

Օրինակ, նավթաջերմային շրջանառության համակարգի (PTS) ստեղծման համար ներդրումները գնահատվում են 1,6–4 հազար դոլար 1 կՎտ դրված հզորության համար, ինչը գերազանցում է ատոմակայանի կառուցման ծախսերը և համեմատելի է քամու և քամու շինարարության ծախսերի հետ։ արևային էլեկտրակայաններ.

GeoTPP-ի ակնհայտ տնտեսական առավելությունն անվճար էներգակիրն է։ Համեմատության համար նշենք, որ գործող ջերմաէլեկտրակայանի կամ ատոմակայանի ինքնարժեքի կառուցվածքում վառելիքը կազմում է 50–80% կամ նույնիսկ ավելին՝ կախված էներգիայի ընթացիկ գներից: Այստեղից ևս մեկ առավելություն երկրաջերմային համակարգԳործառնական ծախսերն ավելի կայուն և կանխատեսելի են, քանի որ դրանք կախված չեն էներգակիրների արտաքին գներից: Ընդհանուր առմամբ, ԳեոՋԷԿ-ի շահագործման ծախսերը գնահատվում են 2–10 ցենտ (60 կոպեկ–3 ռուբլի) 1 կՎտ/ժ արտադրվող հզորության համար։

Էներգակիրից հետո ծախսերի երկրորդ խոշորագույն (և շատ նշանակալի) հոդվածը, որպես կանոն. աշխատավարձգործարանի անձնակազմը, որը կարող է կտրուկ տարբերվել տարբեր երկրներում և տարածաշրջաններում:

Միջին հաշվով, 1 կՎտժ երկրաջերմային էներգիայի արժեքը համեմատելի է ՋԷԿ-երի արժեքի հետ (ռուսական պայմաններում՝ մոտ 1 ռուբլի / 1 կՎտժ) և տասն անգամ ավելի բարձր, քան հիդրոէլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիայի արտադրության արժեքը (5–10 կոպեկ): / 1 կՎտժ):

Բարձր արժեքի պատճառն այն է, որ, ի տարբերություն ջերմային և հիդրոէլեկտրակայանների, ԳեոՋԷԿ-ն ունի համեմատաբար փոքր հզորություն: Բացի այդ, անհրաժեշտ է համեմատել նույն տարածաշրջանում և նմանատիպ պայմաններում տեղակայված համակարգերը: Այսպես, օրինակ, Կամչատկայում, ըստ մասնագետների, 1 կՎտժ երկրաջերմային էլեկտրաէներգիան 2-3 անգամ ավելի էժան է, քան տեղական ՋԷԿ-երում արտադրվող էլեկտրաէներգիան։

Երկրաջերմային համակարգի տնտեսական արդյունավետության ցուցանիշները կախված են, օրինակ, նրանից, թե արդյոք անհրաժեշտ է կեղտաջրերի հեռացում և ինչ եղանակներով է դա արվում, հնարավոր է արդյոք ռեսուրսի համակցված օգտագործումը: Այսպիսով, ջերմային ջրից արդյունահանվող քիմիական տարրերն ու միացությունները կարող են լրացուցիչ եկամուտ ապահովել։ Հիշենք Լարդերելլոյի օրինակը. այնտեղ առաջնայինը քիմիական արտադրությունն էր, իսկ երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը սկզբում օժանդակ բնույթ էր կրում:

Երկրաջերմային էներգիայի ֆորվարդներ

Երկրաջերմային էներգիան մի փոքր այլ կերպ է զարգանում, քան քամին և արևը: Ներկայումս դա մեծապես կախված է բուն ռեսուրսի բնույթից, որը կտրուկ տարբերվում է ըստ տարածաշրջանների, և ամենաբարձր կոնցենտրացիաները կապված են երկրաջերմային անոմալիաների նեղ գոտիների հետ, որոնք սովորաբար կապված են տեկտոնական խզվածքների և հրաբխի տարածքների հետ:

Բացի այդ, երկրաջերմային էներգիան տեխնոլոգիապես ավելի քիչ տարողունակ է քամու համեմատ, և առավել ևս արևային էներգիայի դեպքում. երկրաջերմային կայանների համակարգերը բավականին պարզ են:

AT ընդհանուր կառուցվածքըԵրկրաջերմային բաղադրիչը կազմում է էլեկտրաէներգիայի համաշխարհային արտադրության 1%-ից պակաս, սակայն որոշ տարածաշրջաններում և երկրներում դրա մասնաբաժինը հասնում է 25-30%-ի: Երկրաբանական պայմանների հետ կապվածության պատճառով երկրաջերմային էներգիայի հզորությունների զգալի մասը կենտրոնացած է երրորդ աշխարհի երկրներում, որտեղ առանձնանում են երեք կլաստերներ. ամենամեծ զարգացումըԱրդյունաբերություն - Հարավարևելյան Ասիայի կղզիներ, Կենտրոնական Ամերիկաև Արևելյան Աֆրիկան: Առաջին երկու շրջանները Խաղաղօվկիանոսյան «Երկրի կրակային գոտու» մաս են կազմում, երրորդը կապված է Արևելաաֆրիկյան ճեղքվածքի հետ։ Ամենամեծ հավանականությամբ այս գոտիներում երկրաջերմային էներգիան կշարունակի զարգանալ։ Ավելի հեռավոր հեռանկար է նավթաջերմային էներգիայի զարգացումը` օգտագործելով մի քանի կիլոմետր խորության վրա գտնվող երկրագնդի շերտերի ջերմությունը: Սա գրեթե ամենուր տարածված ռեսուրս է, սակայն դրա արդյունահանումը պահանջում է բարձր ծախսեր, ուստի նավթաջերմային էներգիան զարգանում է հիմնականում տնտեսապես և տեխնոլոգիապես ամենահզոր երկրներում:

Ընդհանուր առմամբ, հաշվի առնելով երկրաջերմային ռեսուրսների համատարածությունը և շրջակա միջավայրի անվտանգության ընդունելի մակարդակը, հիմքեր կան ենթադրելու, որ երկրաջերմային էներգիան զարգացման լավ հեռանկարներ ունի: Հատկապես ավանդական էներգակիրների պակասի և դրանց գների աճի սպառնալիքի պայմաններում:

Կամչատկայից մինչև Կովկաս

Ռուսաստանում երկրաջերմային էներգիայի զարգացումը բավականին երկար պատմություն ունի, և մի շարք դիրքերում մենք համաշխարհային առաջատարների շարքում ենք, չնայած ընդհանուր էներգետիկ հաշվեկշռում. հսկայական երկիրերկրաջերմային էներգիայի մասնաբաժինը դեռ չնչին է։

Ռուսաստանում երկրաջերմային էներգիայի զարգացման ռահվիրաներն ու կենտրոնները եղել են երկու շրջաններ՝ Կամչատկան և Հյուսիսային Կովկասը, և եթե առաջին դեպքում խոսքը գնում է հիմնականում էլեկտրաէներգիայի, ապա երկրորդում՝ ջերմային էներգիայի օգտագործման մասին։ ջերմային ջուր.

Հյուսիսային Կովկասում՝ Կրասնոդարի երկրամասում, Չեչնիայում, Դաղստանում, ջերմային ջրերի ջերմությունն օգտագործվում էր էներգետիկ նպատակներով նույնիսկ Հայրենական մեծ պատերազմից առաջ։ 1980-1990-ական թվականներին երկրաջերմային էներգիայի զարգացումը տարածաշրջանում, հասկանալի պատճառներով, կանգ առավ և դեռ չի վերականգնվել լճացման վիճակից։ Այնուամենայնիվ, Հյուսիսային Կովկասում երկրաջերմային ջրամատակարարումը ջերմություն է ապահովում մոտ 500 հազար մարդու համար, իսկ, օրինակ, Կրասնոդարի երկրամասի Լաբինսկ քաղաքը 60 հազար բնակչությամբ ամբողջությամբ ջեռուցվում է երկրաջերմային ջրերով։

Կամչատկայում երկրաջերմային էներգիայի պատմությունը հիմնականում կապված է GeoPP-ի կառուցման հետ: Դրանցից առաջինները, որոնք դեռ աշխատում են Պաուժեցկայա և Պարատունսկայա կայանները, կառուցվել են դեռևս 1965-1967 թվականներին, մինչդեռ 600 կՎտ հզորությամբ Paratunskaya GeoPP-ը դարձավ երկուական ցիկլով աշխարհում առաջին կայանը: Դա Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Սիբիրյան մասնաճյուղի ջերմային ֆիզիկայի ինստիտուտի խորհրդային գիտնականներ Ս. Ս. Կուտաթելաձեի և Ա. Մ. Այս տեխնոլոգիան հետագայում դարձավ աշխարհում ավելի քան 400 երկուական GeoPP-ների նախատիպը:

1966 թվականին շահագործման հանձնված Pauzhetskaya GeoPP-ի հզորությունը սկզբում եղել է 5 ՄՎտ, իսկ այնուհետև ավելացել է մինչև 12 ՄՎտ: Ներկայումս կայանը երկուական բլոկի կառուցման փուլում է, որը կավելացնի նրա հզորությունը եւս 2,5 ՄՎտ-ով։

ԽՍՀՄ-ում և Ռուսաստանում երկրաջերմային էներգիայի զարգացմանը խոչընդոտում էր էներգիայի ավանդական աղբյուրների առկայությունը՝ նավթ, գազ, ածուխ, բայց այդպես էլ չդադարեց։ Այս պահին երկրաջերմային էներգիայի ամենամեծ օբյեկտներն են Վերխնե-Մուտնովսկայա ԳեոԷԿ-ը՝ 12 ՄՎտ ընդհանուր հզորությամբ էներգաբլոկներ, շահագործման հանձնված 1999 թվականին, և Մուտնովսկայա ԳեոԷԿ-ը՝ 50 ՄՎտ հզորությամբ (2002 թ.):

Mutnovskaya-ը և Verkhne-Mutnovskaya GeoPP-ը եզակի օբյեկտներ են ոչ միայն Ռուսաստանի համար, այլև համաշխարհային մասշտաբով։ Կայարանները գտնվում են Մուտնովսկի հրաբխի ստորոտում՝ ծովի մակարդակից 800 մետր բարձրության վրա, գործում են ծայրահեղ կլիմայական պայմաններում, որտեղ ձմեռ է տարեկան 9-10 ամիս։ Mutnovsky GeoPP-ների սարքավորումները, որոնք ներկայումս աշխարհում ամենաժամանակակիցներից են, ամբողջությամբ ստեղծվել են էներգետիկայի ներքին ձեռնարկություններում:

Ներկայումս Կենտրոնական Կամչատկայի էներգահանգույցի էներգիայի սպառման ընդհանուր կառուցվածքում Մուտնովսկու կայանների մասնաբաժինը կազմում է 40%: Առաջիկա տարիներին նախատեսվում է հզորությունների ավելացում։

Առանձին-առանձին պետք է ասել ռուսական նավթաջերմային զարգացումների մասին։ Մենք դեռ չունենք մեծ PDS, այնուամենայնիվ, կան առաջադեմ տեխնոլոգիաներ մեծ խորություններում (մոտ 10 կմ) հորատման համար, որոնք նույնպես նմանը չունեն աշխարհում։ Դրանց հետագա զարգացումը հնարավորություն կտա կտրուկ նվազեցնել նավթաջերմային համակարգերի ստեղծման ծախսերը։ Այդ տեխնոլոգիաների և նախագծերի մշակողներն են Ն. Ներկայումս Ռուսաստանում նավթաջերմային շրջանառության համակարգի նախագիծը փորձնական փուլում է։

Ռուսաստանում երկրաջերմային էներգիայի հեռանկարներ կան, թեև դրանք համեմատաբար հեռու են. այս պահին ներուժը բավականին մեծ է, իսկ ավանդական էներգիայի դիրքերը՝ ամուր։ Միաժամանակ, երկրի մի շարք հեռավոր շրջաններում երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը տնտեսապես շահավետ է և պահանջարկ ունի նաև այժմ։ Սրանք մեծ գեոէներգետիկ պոտենցիալ ունեցող տարածքներ են (Չուկոտկա, Կամչատկա, Կուրիլներ - Խաղաղօվկիանոսյան «Երկրի կրակային գոտու» ռուսական մասը, լեռներ. Հարավային Սիբիրև Կովկասը) և միևնույն ժամանակ հեռավոր և անջատված էներգամատակարարումից կենտրոնացված։

Հավանական է, որ առաջիկա տասնամյակներում երկրաջերմային էներգիան մեր երկրում կզարգանա հենց նման տարածաշրջաններում։

«Երկրի ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի օգտագործումը ջերմային պոմպերի համակարգերում»

Վասիլև Գ.Պ., գիտական ​​խորհրդատուԲԲԸ ԻՆՍՈԼԱՐ-ԻՆՎԵՍՏ, տեխնիկական գիտությունների դոկտոր, ԻՆՍՈԼԱՐ-ԻՆՎԵՍՏ ԲԲԸ-ի տնօրենների խորհրդի նախագահ
N. V. Shilkin, ինժեներ, NIISF (Մոսկվա)

Վառելիքի և էներգիայի ռեսուրսների ռացիոնալ օգտագործումըայսօր համաշխարհային գլոբալ խնդիրներից է, որի հաջող լուծումը, ըստ ամենայնի, վճռորոշ նշանակություն կունենա ոչ միայն համաշխարհային հանրության հետագա զարգացման, այլև նրա կենսամիջավայրի պահպանման համար։ Այս խնդրի լուծման խոստումնալից ուղիներից է էներգախնայողության նոր տեխնոլոգիաների կիրառումօգտագործելով ոչ ավանդական վերականգնվող էներգիայի աղբյուրները (NRES)Ավանդական հանածո վառելիքի սպառումը և դրանց այրման բնապահպանական հետևանքները հանգեցրել են այս տեխնոլոգիաների նկատմամբ հետաքրքրության զգալի աճի վերջին տասնամյակների ընթացքում աշխարհի գրեթե բոլոր զարգացած երկրներում:

Ջերմամատակարարման տեխնոլոգիաների առավելությունները, որոնք կիրառում են իրենց ավանդական գործընկերների համեմատ, կապված են ոչ միայն շենքերի և շինությունների կենսապահովման համակարգերում էներգիայի ծախսերի զգալի կրճատման, այլ նաև շրջակա միջավայրի բարեկեցության, ինչպես նաև նոր հնարավորությունների հետ: կենսաապահովման համակարգերի ինքնավարության աստիճանի բարձրացում. Ըստ երևույթին, մոտ ապագայում հենց այս որակներն են վճռորոշ նշանակություն ունենալու ջերմություն արտադրող սարքավորումների շուկայում մրցակցային իրավիճակի ձևավորման համար:

Ռուսաստանի տնտեսության մեջ էներգախնայողության տեխնոլոգիաների կիրառման հնարավոր ոլորտների վերլուծություն էներգիայի ոչ ավանդական աղբյուրներ, ցույց է տալիս, որ Ռուսաստանում դրանց իրականացման համար ամենահեռանկարային ոլորտը շենքերի կենսապահովման համակարգերն են։ Միևնույն ժամանակ, համատարած օգտագործումը ջերմային պոմպերի ջերմամատակարարման համակարգեր (TST), օգտագործելով Երկրի մակերեսային շերտերի հողը որպես ամենուր հասանելի ցածր պոտենցիալ ջերմության աղբյուր։

Օգտագործելով Երկրի ջերմությունըՋերմային էներգիայի երկու տեսակ կա՝ բարձր պոտենցիալ և ցածր ներուժ: Բարձր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի աղբյուրը հիդրոթերմալ ռեսուրսներն են՝ երկրաբանական պրոցեսների արդյունքում բարձր ջերմաստիճանի տաքացվող ջերմային ջրերը, ինչը թույլ է տալիս դրանք օգտագործել շենքերի ջեռուցման համար։ Այնուամենայնիվ, Երկրի բարձր պոտենցիալ ջերմության օգտագործումը սահմանափակվում է որոշակի երկրաբանական պարամետրերով տարածքներով: Ռուսաստանում սա, օրինակ, Կամչատկան է՝ կովկասյան հանքային ջրերի շրջանը. Եվրոպայում բարձր պոտենցիալ ջերմության աղբյուրներ կան Հունգարիայում, Իսլանդիայում և Ֆրանսիայում։

Ի տարբերություն բարձր պոտենցիալ ջերմության (հիդրոջերմային ռեսուրսների) «ուղղակի» օգտագործման. Երկրի ցածր աստիճանի ջերմության օգտագործումըջերմային պոմպերի միջոցով հնարավոր է գրեթե ամենուր: Ներկայումս այն օգտագործման ամենաարագ զարգացող ոլորտներից մեկն է ոչ ավանդական վերականգնվող էներգիայի աղբյուրները.

Երկրի ցածր պոտենցիալ ջերմությունկարող է օգտագործվել տարբեր տեսակի շենքերում և շինություններում բազմաթիվ ձևերով՝ ջեռուցման, տաք ջրի, օդորակման (սառեցման), ջեռուցման ուղիների համար. ձմեռային ժամանակտարին, սառցակալումը կանխելու համար, բացօթյա մարզադաշտերի տաքացման դաշտերը և այլն: Անգլալեզու տեխնիկական գրականության մեջ նման համակարգերը կոչվում են «GHP»՝ «երկրաջերմային ջերմային պոմպեր», երկրաջերմային ջերմային պոմպեր.

Կենտրոնական և Հյուսիսային Եվրոպայի երկրների կլիմայական բնութագրերը, որոնք ԱՄՆ-ի և Կանադայի հետ միասին հանդիսանում են Երկրի ցածր աստիճանի ջերմության օգտագործման հիմնական տարածքները, հիմնականում որոշում են ջեռուցման անհրաժեշտությունը. օդի սառեցումը, նույնիսկ ամռանը, համեմատաբար հազվադեպ է պահանջվում: Ուստի, ի տարբերություն Միացյալ Նահանգների, ջերմային պոմպերԵվրոպական երկրներում հիմնականում աշխատում են ջեռուցման ռեժիմով։ ԱՄՆ-ում ջերմային պոմպերավելի հաճախ օգտագործվում են օդային ջեռուցման համակարգերում՝ զուգակցված օդափոխության հետ, ինչը թույլ է տալիս և՛ տաքացնել, և՛ սառեցնել արտաքին օդը: Եվրոպական երկրներում ջերմային պոմպերսովորաբար օգտագործվում է ջրի ջեռուցման համակարգերում: Քանի որ ջերմային պոմպի արդյունավետությունըմեծանում է գոլորշիչի և կոնդենսատորի միջև ջերմաստիճանի տարբերության նվազմամբ, հատակային ջեռուցման համակարգերը հաճախ օգտագործվում են շենքերի ջեռուցման համար, որոնցում շրջանառվում է համեմատաբար ցածր ջերմաստիճանի (35–40 °C) հովացուցիչ նյութ:

Մեծամասնությունը ջերմային պոմպերԵվրոպայում, որոնք նախատեսված են Երկրի ցածր աստիճանի ջերմությունն օգտագործելու համար, հագեցած են էլեկտրական շարժիչով կոմպրեսորներով:

Վերջին տասը տարիների ընթացքում համակարգերի թիվը, որոնք օգտագործում են Երկրի ցածր աստիճանի ջերմությունը շենքերի ջերմության և սառը մատակարարման համար. ջերմային պոմպեր, զգալիորեն աճել է։ Նման համակարգերի ամենամեծ քանակությունը կիրառվում է ԱՄՆ-ում։ Նման համակարգերի մեծ քանակություն գործում է Կանադայում և կենտրոնական և հյուսիսային Եվրոպայի երկրներում՝ Ավստրիայում, Գերմանիայում, Շվեդիայում և Շվեյցարիայում: Շվեյցարիան առաջատարն է մեկ շնչի հաշվով Երկրի ցածր աստիճանի ջերմային էներգիայի օգտագործմամբ: Ռուսաստանում վերջին տասը տարիների ընթացքում տեխնոլոգիայի կիրառմամբ և այս ոլորտում մասնագիտացած «ԻՆՍՈԼԱՐ-ԻՆՎԵՍՏ» ԲԲԸ-ի մասնակցությամբ կառուցվել են միայն առանձին օբյեկտներ, որոնցից ամենահետաքրքիրները ներկայացված են.

Մոսկվայում՝ Նիկուլինո-2 միկրոշրջանում, փաստորեն, առաջին անգամ Ա տաք ջրի ջերմային պոմպի համակարգբազմահարկ բնակելի շենք։ Այս ծրագիրն իրականացվել է 1998-2002 թվականներին Ռուսաստանի Դաշնության պաշտպանության նախարարության կողմից Մոսկվայի կառավարության, Ռուսաստանի արդյունաբերության և գիտության նախարարության, NP ABOK ասոցիացիայի հետ համատեղ և «Էներգախնայողության երկարաժամկետ ծրագիր Մոսկվայում»..

Որպես ջերմային պոմպերի գոլորշիչների համար ջերմային էներգիայի ցածր պոտենցիալ աղբյուր, օգտագործվում է Երկրի մակերեսային շերտերի հողի ջերմությունը, ինչպես նաև հեռացված օդափոխման օդի ջերմությունը։ Տաք ջրի պատրաստման գործարանը գտնվում է շենքի նկուղում։ Այն ներառում է հետևյալ հիմնական տարրերը.

• գոլորշու սեղմման ջերմային պոմպերի տեղադրումներ (HPU);
• տաք ջրի պահպանման տանկեր;
• հողի ցածր ջերմային էներգիայի և հեռացված օդափոխության օդի ցածր աստիճանի ջերմության հավաքման համակարգեր.
• շրջանառության պոմպեր, գործիքավորում

Ցածր պոտենցիալ հողային ջերմության հավաքման համակարգի ջերմափոխանակման հիմնական տարրը կոաքսիալ տիպի ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներն են, որոնք տեղակայված են շենքի պարագծի երկայնքով դրսում: Այս ջերմափոխանակիչները 8 հորեր են՝ յուրաքանչյուրը 32-ից 35 մ խորությամբ, որոնք դասավորված են տան մոտ: Քանի որ ջերմային պոմպերի գործառնական ռեժիմը օգտագործում է երկրի ջերմությունըիսկ հեռացված օդի ջերմությունը մշտական ​​է, մինչդեռ տաք ջրի սպառումը փոփոխական է, տաք ջրամատակարարման համակարգը հագեցած է պահեստային տանկերով։

Ջերմային պոմպերի միջոցով Երկրի ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի օգտագործման համաշխարհային մակարդակը գնահատող տվյալները բերված են աղյուսակում:

Աղյուսակ 1. Ջերմային պոմպերի միջոցով Երկրի ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի օգտագործման համաշխարհային մակարդակը

Հողը որպես ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի աղբյուր

Որպես ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի աղբյուր կարող են օգտագործվել համեմատաբար ցածր ջերմաստիճան ունեցող ստորերկրյա ջրերը կամ Երկրի մակերևութային (մինչև 400 մ խորություն) շերտերի հողը։. Հողի զանգվածի ջերմային պարունակությունը հիմնականում ավելի մեծ է։ Երկրի մակերևութային շերտերի հողի ջերմային ռեժիմը ձևավորվում է երկու հիմնական գործոնների ազդեցության տակ. արեւային ճառագայթումև ռադիոգենային ջերմության հոսքը երկրի ներսից. Արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվության և դրսի ջերմաստիճանի սեզոնային և ամենօրյա փոփոխություններն առաջացնում են հողի վերին շերտերի ջերմաստիճանի տատանումներ։ Արտաքին օդի ջերմաստիճանի ամենօրյա տատանումների ներթափանցման խորությունը և հարվածող արևային ճառագայթման ինտենսիվությունը՝ կախված կոնկրետ հողից. կլիմայական պայմաններըտատանվում է մի քանի տասնյակ սանտիմետրից մինչև մեկուկես մետր: Արտաքին օդի ջերմաստիճանի սեզոնային տատանումների ներթափանցման խորությունը և հարվածող արևային ճառագայթման ինտենսիվությունը, որպես կանոն, չի գերազանցում 15–20 մ-ը։

Այս խորությունից ներքև գտնվող հողի շերտերի ջերմաստիճանային ռեժիմը («չեզոք գոտի») ձևավորվում է Երկրի աղիքներից եկող ջերմային էներգիայի ազդեցության տակ և գործնականում կախված չէ սեզոնային և առավել ևս ամենօրյա փոփոխություններից: բացօթյա կլիմա (նկ. 1):

Բրինձ. 1. Հողի ջերմաստիճանի փոփոխությունների գրաֆիկ՝ կախված խորությունից

Խորության աճով հողի ջերմաստիճանը բարձրանում է երկրաջերմային գրադիենտին համապատասխան (մոտ 3 աստիճան C յուրաքանչյուր 100 մ-ի համար): Երկրի աղիքներից եկող ռադիոգենային ջերմության հոսքի մեծությունը տարբեր տեղանքների համար տարբեր է: Կենտրոնական Եվրոպայի համար այս արժեքը կազմում է 0,05–0,12 Վտ/մ2:

Շահագործման ժամանակահատվածում հողի զանգվածը, որը գտնվում է ցածր աստիճանի գրունտային ջերմության հավաքման համակարգի հողային ջերմափոխանակիչի խողովակների ռեգիստրի ջերմային ազդեցության գոտում՝ պայմանավորված պարամետրերի սեզոնային փոփոխությունների պատճառով: բացօթյա կլիման, ինչպես նաև ջերմահավաք համակարգի վրա գործառնական բեռների ազդեցության տակ, որպես կանոն, ենթարկվում է կրկնակի սառեցման և հալեցման: Այս դեպքում, բնականաբար, տեղի է ունենում հողի ծակոտիներում պարունակվող խոնավության ագրեգացման վիճակի փոփոխություն և, ընդհանուր դեպքում, միաժամանակ և՛ հեղուկ, և՛ պինդ և գազային փուլերում։ Այլ կերպ ասած, ջերմահավաք համակարգի հողի զանգվածը, անկախ նրանից, թե ինչ վիճակում է այն (սառեցված կամ հալված), բարդ եռաֆազ բազմաշերտ տարասեռ համակարգ է, որի կմախքը ձևավորվում է հսկայական քանակությամբ պինդ մասնիկների կողմից: տարբեր ձևերի և չափերի և կարող են լինել և՛ կոշտ, և՛ շարժական՝ կախված նրանից, թե մասնիկները ամուր կապված են միմյանց հետ, թե արդյոք դրանք բաժանված են միմյանցից շարժական փուլում գտնվող նյութով: Պինդ մասնիկների միջև միջանցքները կարող են լցված լինել հանքայնացված խոնավությամբ, գազով, գոլորշու և սառույցով կամ երկուսն էլ: Նման բազմաբաղադրիչ համակարգի ջերմային ռեժիմը ձևավորող ջերմության և զանգվածի փոխանցման գործընթացների մոդելավորումը չափազանց բարդ խնդիր է, քանի որ այն պահանջում է դրանց իրականացման տարբեր մեխանիզմների հաշվառում և մաթեմատիկական նկարագրություն. մի մասնիկը մյուսին շփվելիս, մոլեկուլային ջերմության փոխանցումը միջինում, լրացնում է մասնիկների միջև բացերը, գոլորշու և խոնավության կոնվեկցիա, որը պարունակվում է ծակոտկեն տարածության մեջ և շատ ուրիշներ:

Հատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել հողի զանգվածի խոնավության և նրա ծակոտկեն տարածության մեջ խոնավության միգրացիայի ազդեցությանը ջերմային գործընթացների վրա, որոնք որոշում են հողի բնութագրերը որպես ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի աղբյուր:

Մազանոթ-ծակոտկեն համակարգերում, որը ջերմահավաք համակարգի հողային զանգվածն է, ծակոտկեն տարածության մեջ խոնավության առկայությունը զգալի ազդեցություն ունի ջերմության բաշխման գործընթացի վրա։ Այս ազդեցության ճիշտ հաշվառումն այսօր կապված է զգալի դժվարությունների հետ, որոնք հիմնականում կապված են համակարգի որոշակի կառուցվածքում խոնավության պինդ, հեղուկ և գազային փուլերի բաշխման բնույթի վերաբերյալ հստակ պատկերացումների բացակայության հետ: Կմախքի մասնիկների հետ խոնավության կապի ուժի բնույթը, խոնավության տարբեր փուլերում նյութի հետ խոնավության կապի ձևերի կախվածությունը և ծակոտկեն տարածության մեջ խոնավության շարժման մեխանիզմը դեռ պարզված չեն:

Եթե ​​հողի զանգվածի հաստության մեջ կա ջերմաստիճանի գրադիենտ, ապա գոլորշիների մոլեկուլները տեղափոխվում են ջերմաստիճանի նվազեցված պոտենցիալ ունեցող վայրեր, բայց միևնույն ժամանակ, գրավիտացիոն ուժերի ազդեցությամբ, հեղուկ փուլում խոնավության հակառակ ուղղորդված հոսք է տեղի ունենում: . Բացի այդ, խոնավությունը ազդում է հողի վերին շերտերի ջերմաստիճանի ռեժիմի վրա։ տեղումներինչպես նաև ստորերկրյա ջրեր։

Հիմնական գործոնները, որոնց ազդեցության տակ ձևավորվում է ցածր պոտենցիալ հողային ջերմության հավաքման համակարգերի հողային զանգվածի ջերմաստիճանային ռեժիմը, ներկայացված են նկ. 2.

Բրինձ. 2. Գործոններ, որոնց ազդեցության տակ ձեւավորվում է հողի ջերմաստիճանային ռեժիմը

Երկրի ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի օգտագործման համակարգերի տեսակները

Գրունտային ջերմափոխանակիչները միանում են ջերմային պոմպերի սարքավորումներհողի զանգվածով։ Երկրի ջերմությունը «արդյունահանելուց» բացի, գրունտային ջերմափոխանակիչները կարող են օգտագործվել նաև գետնի զանգվածում ջերմություն (կամ սառը) կուտակելու համար։

Ընդհանուր դեպքում կարելի է առանձնացնել Երկրի ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի օգտագործման երկու տեսակի համակարգեր:

• բաց համակարգեր.որպես ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի աղբյուր, օգտագործվում է ստորերկրյա ջրերը, որոնք ուղղակիորեն մատակարարվում են ջերմային պոմպերին.
• փակ համակարգեր.ջերմափոխանակիչները տեղակայված են հողի զանգվածում; երբ հովացուցիչ նյութը պտտվում է նրանց միջով գետնի համեմատ ցածր ջերմաստիճանով, ջերմային էներգիան «ընտրվում» է գետնից և փոխանցվում է գոլորշիացնող սարք: ջերմային պոմպ(կամ, հողի համեմատ բարձր ջերմաստիճան ունեցող հովացուցիչ նյութ օգտագործելիս, դրա սառեցումը):

Բաց համակարգերի հիմնական մասը հորատանցքերն են, որոնք թույլ են տալիս ստորերկրյա ջրերը հանել հողի ջրատար հորիզոններից և վերադարձնել ջուրը նույն ջրատար հորիզոններ: Սովորաբար դրա համար կազմակերպվում են զույգ հորեր: Նման համակարգի դիագրամը ներկայացված է նկ. 3.

Բրինձ. 3. Ստորերկրյա ջրերի ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի օգտագործման բաց համակարգի սխեման

Բաց համակարգերի առավելությունը համեմատաբար ցածր գնով մեծ քանակությամբ ջերմային էներգիա ստանալու հնարավորությունն է։ Այնուամենայնիվ, հորերը պահանջում են սպասարկում: Բացի այդ, նման համակարգերի օգտագործումը հնարավոր չէ բոլոր ոլորտներում: Հողի և ստորերկրյա ջրերի հիմնական պահանջները հետևյալն են.

• հողի բավարար թափանցելիություն, որը թույլ է տալիս համալրել ջրային պաշարները.
• լավ քիմիական բաղադրությունըստորերկրյա ջրեր (օրինակ՝ երկաթի ցածր պարունակություն)՝ խողովակների մասշտաբներից և կոռոզիայից խուսափելու համար:

Բաց համակարգերն ավելի հաճախ օգտագործվում են մեծ շենքերի ջեռուցման կամ հովացման համար: Աշխարհի ամենամեծ երկրաջերմային ջերմային պոմպային համակարգըօգտագործում է ստորերկրյա ջրերը որպես ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի աղբյուր։ Այս համակարգը գտնվում է ԱՄՆ-ում՝ Կենտուկի նահանգի Լուիսվիլ քաղաքում։ Համակարգը օգտագործվում է հյուրանոց-գրասենյակային համալիրի ջերմային և սառը մատակարարման համար. դրա հզորությունը մոտ 10 ՄՎտ է։

Երբեմն համակարգերը, որոնք օգտագործում են Երկրի ջերմությունը, ներառում են բաց ջրային մարմիններից ցածր աստիճանի ջերմության օգտագործման համակարգեր՝ բնական և արհեստական: Այս մոտեցումը որդեգրված է, մասնավորապես, ԱՄՆ-ում։ Ջրամբարներից ցածր ջերմություն օգտագործող համակարգերը դասակարգվում են որպես բաց, ինչպես նաև ստորերկրյա ջրերից ցածր ջերմություն օգտագործող համակարգերը:

Փակ համակարգերն իրենց հերթին բաժանվում են հորիզոնական և ուղղահայաց:

Հորիզոնական գրունտային ջերմափոխանակիչ (անգլերեն գրականության մեջ օգտագործվում են նաև «գրունտային ջերմության կոլեկտոր» և «հորիզոնական հանգույց» տերմինները) սովորաբար կազմակերպվում է տան մոտ փոքր խորության վրա (բայց ձմռանը հողի սառեցման մակարդակից ցածր): Հորիզոնական գրունտային ջերմափոխանակիչների օգտագործումը սահմանափակվում է առկա կայքի չափերով:

Արևմտյան և Կենտրոնական Եվրոպայի երկրներում հորիզոնական վերգետնյա ջերմափոխանակիչները սովորաբար առանձին խողովակներ են, որոնք դրված են համեմատաբար ամուր և միացված են միմյանց հաջորդաբար կամ զուգահեռաբար (նկ. 4ա, 4բ): Կայքի տարածքը փրկելու համար մշակվել են ջերմափոխանակիչների բարելավված տեսակներ, օրինակ՝ պարույրի տեսքով ջերմափոխանակիչներ, որոնք գտնվում են հորիզոնական կամ ուղղահայաց (նկ. 4e, 4f): Ջերմափոխանակիչների այս ձևը տարածված է ԱՄՆ-ում։

Բրինձ. 4. Հորիզոնական գրունտային ջերմափոխանակիչների տեսակները
ա - սերիական միացված խողովակների ջերմափոխանակիչ;
բ - զուգահեռ խողովակներից ջերմափոխանակիչ;
գ - խրամուղիում դրված հորիզոնական կոլեկցիոներ.
դ - ջերմափոխանակիչ օղակի տեսքով;
ե - ջերմափոխանակիչ պարույրի տեսքով, որը գտնվում է հորիզոնական (այսպես կոչված, «փխրուն» կոլեկցիոներ.
e - ջերմափոխանակիչ պարույրի տեսքով, որը գտնվում է ուղղահայաց

Եթե ​​հորիզոնական ջերմափոխանակիչներով համակարգը օգտագործվում է միայն ջերմություն առաջացնելու համար, ապա դրա բնականոն աշխատանքը հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե երկրի մակերևույթից բավականաչափ ջերմություն կա արևային ճառագայթման պատճառով: Այդ պատճառով ջերմափոխանակիչների վերևի մակերեսը պետք է ենթարկվի արևի լույսի:

Ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ(անգլերեն գրականության մեջ ընդունված է «BHE» նշանակումը՝ «հորատանցքային ջերմափոխանակիչ») թույլ են տալիս օգտագործել «չեզոք գոտու» տակ ընկած հողի զանգվածի ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիան (գետնի մակարդակից 10–20 մ): Ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ ունեցող համակարգերը հատվածներ չեն պահանջում մեծ տարածքև կախված չեն մակերեսի վրա արևային ճառագայթման ինտենսիվությունից: Ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներն արդյունավետ աշխատում են գրեթե բոլոր տեսակներում երկրաբանական միջավայրեր, բացառությամբ ցածր ջերմային հաղորդունակությամբ հողերի, ինչպիսիք են չոր ավազը կամ չոր մանրախիճը։ Շատ տարածված են ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ ունեցող համակարգերը։

Ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչով ջերմային պոմպի միավորի միջոցով մեկաբնակարան բնակելի շենքի ջեռուցման և տաք ջրամատակարարման սխեման ներկայացված է նկ. 5.

Բրինձ. 5. Մեկաբնակարան բնակելի շենքի ջեռուցման և տաք ջրամատակարարման սխեման՝ ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչով ջերմային պոմպի ագրեգատի միջոցով.

Սառեցնող նյութը շրջանառվում է խողովակների միջոցով (առավել հաճախ՝ պոլիէթիլեն կամ պոլիպրոպիլեն), որոնք դրված են 50-ից մինչև 200 մ խորության ուղղահայաց հորերում: Սովորաբար օգտագործվում են երկու տեսակի ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ (նկ. 6).

• U-աձև ջերմափոխանակիչ, որոնք ներքևում միացված երկու զուգահեռ խողովակներ են: Մեկ կամ երկու (հազվադեպ երեք) զույգ նման խողովակներ գտնվում են մեկ ջրհորի մեջ: Նման սխեմայի առավելությունը արտադրության համեմատաբար ցածր արժեքն է: Կրկնակի U-աձև ջերմափոխանակիչները Եվրոպայում վերգետնյա ուղղահայաց ջերմափոխանակիչների ամենատարածված տեսակն են:
• Coaxial (համակենտրոն) ջերմափոխանակիչ: Ամենապարզ կոաքսիալ ջերմափոխանակիչը բաղկացած է տարբեր տրամագծերի երկու խողովակներից: Մեկ այլ խողովակի ներսում տեղադրվում է ավելի փոքր տրամագծով խողովակ: Coaxial ջերմափոխանակիչները կարող են լինել ավելի բարդ կոնֆիգուրացիաների:

Բրինձ. 6. Բաժին տարբեր տեսակներուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ

Ջերմափոխանակիչների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար ջրհորի պատերի և խողովակների միջև տարածությունը լցված է հատուկ ջերմահաղորդիչ նյութերով:

Ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ ունեցող համակարգերը կարող են օգտագործվել տարբեր չափերի շենքերը տաքացնելու և հովացնելու համար: Փոքր շենքի համար բավարար է մեկ ջերմափոխանակիչ. Խոշոր շենքերի համար կարող է պահանջվել ուղղահայաց ջերմափոխանակիչներ ունեցող հորերի մի ամբողջ խումբ: Աշխարհում ամենամեծ թվով հորեր օգտագործվում են ԱՄՆ Նյու Ջերսի նահանգի Ռիչարդ Սթոքթոն քոլեջի ջեռուցման և հովացման համակարգում։ Այս քոլեջի ուղղահայաց վերգետնյա ջերմափոխանակիչները տեղակայված են 130 մ խորությամբ 400 հորերում: Եվրոպայում ամենամեծ թվով հորեր (154 հորեր 70 մ խորությամբ) օգտագործվում են Գերմանիայի օդային երթևեկության վերահսկողության կենտրոնական գրասենյակի ջեռուցման և հովացման համակարգում: Ծառայություն («Deutsche Flug-sicherung»):

Ուղղահայաց փակ համակարգերի հատուկ դեպքը շենքային կառույցների օգտագործումն է որպես հողի ջերմափոխանակիչներ, օրինակ՝ ներկառուցված խողովակաշարերով հիմքի կույտերը: Հողի ջերմափոխանակիչի երեք եզրագծով նման կույտի հատվածը ներկայացված է նկ. 7.

Բրինձ. 7. Շենքի հիմքի կույտերում ներկառուցված գրունտային ջերմափոխանակիչների սխեման և այդպիսի կույտի խաչմերուկը.

Գրունտային զանգվածը (ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչների դեպքում) և հողային ջերմափոխանակիչներով շինարարական կառույցները կարող են օգտագործվել ոչ միայն որպես աղբյուր, այլ նաև որպես ջերմային էներգիայի բնական կուտակիչ կամ «սառը», օրինակ՝ արևային ճառագայթման ջերմություն։

Կան համակարգեր, որոնք չեն կարող հստակ դասակարգվել որպես բաց կամ փակ: Օրինակ, նույն խորը (100-ից մինչև 450 մ խորություն) ջրհորը լցված ջրով կարող է լինել և՛ արտադրական, և՛ ներարկման: Հորատի տրամագիծը սովորաբար 15 սմ է, ջրհորի ստորին հատվածում տեղադրվում է պոմպ, որի միջոցով ջրհորից ջուրը մատակարարվում է ջերմային պոմպի գոլորշիչներին։ Հետադարձ ջուրը վերադառնում է նույն ջրհորի ջրի սյունակի գագաթին: Հորը մշտական ​​լիցքավորում է ստորերկրյա ջրերով, իսկ բաց համակարգը աշխատում է փակի պես։ Անգլերեն գրականության մեջ այս տեսակի համակարգերը կոչվում են «standing column well system» (նկ. 8):

Բրինձ. 8. Հորատի տիպի սխեման «կանգնած սյունակ ջրհոր»

Սովորաբար, այս տիպի հորերը նույնպես օգտագործվում են շենքը խմելու ջրով ապահովելու համար:. Այնուամենայնիվ, նման համակարգը կարող է արդյունավետ աշխատել միայն այն հողերում, որոնք ապահովում են ջրհորի մշտական ​​մատակարարում, ինչը թույլ չի տալիս այն սառչել: Եթե ​​ջրատարը չափազանց խորն է, ապա համակարգի բնականոն աշխատանքի համար կպահանջվի հզոր պոմպ, որը պահանջում է էներգիայի ծախսերի ավելացում: Հորատի մեծ խորությունը նման համակարգերի բավականին բարձր արժեք է առաջացնում, ուստի դրանք չեն օգտագործվում փոքր շենքերի ջերմության և սառը մատակարարման համար: Այժմ աշխարհում մի քանի նման համակարգեր կան ԱՄՆ-ում, Գերմանիայում և Եվրոպայում։

Խոստումնալից ոլորտներից է հանքերի և թունելների ջրի օգտագործումը որպես ցածրորակ ջերմային էներգիայի աղբյուր: Այս ջրի ջերմաստիճանը մշտական ​​է ամբողջ տարվա ընթացքում։ Հանքերից և թունելներից ջուրը հասանելի է:

Երկրի ցածր աստիճանի ջերմության օգտագործման համակարգերի «կայունություն».

Հողի ջերմափոխանակիչի շահագործման ընթացքում կարող է առաջանալ իրավիճակ, երբ ջեռուցման սեզոնի ընթացքում հողի ջերմափոխանակիչի մոտ հողի ջերմաստիճանը նվազում է, իսկ ամռանը հողը ժամանակ չունի տաքանալու նախնական ջերմաստիճանին` իր ջերմաստիճանին: պոտենցիալը նվազում է. Ջեռուցման հաջորդ սեզոնի ընթացքում էներգիայի սպառումը հանգեցնում է հողի ջերմաստիճանի էլ ավելի նվազմանը, և դրա ջերմաստիճանի ներուժը ավելի է նվազում: Սա ստիպում է համակարգի նախագծմանը Երկրի ցածր աստիճանի ջերմության օգտագործումըդիտարկել նման համակարգերի «կայունության» (կայունության) խնդիրը։ Հաճախ էներգիայի ռեսուրսները շատ ինտենսիվ են օգտագործվում սարքավորումների վերադարձման ժամկետը նվազեցնելու համար, ինչը կարող է հանգեցնել դրանց արագ սպառման: Ուստի անհրաժեշտ է պահպանել էներգիայի արտադրության այնպիսի մակարդակ, որը թույլ կտա էներգառեսուրսների աղբյուրը երկար ժամանակ շահագործել։ Ջերմության արտադրության պահանջվող մակարդակը երկար ժամանակ պահպանելու համակարգերի այս ունակությունը կոչվում է «կայունություն»: Ցածր ներուժ օգտագործող համակարգերի համար Երկրի ջերմությունըՏրված է կայունության հետևյալ սահմանումը. «Երկրի ցածր պոտենցիալ ջերմության օգտագործման յուրաքանչյուր համակարգի և այս համակարգի աշխատանքի յուրաքանչյուր եղանակի համար կա էներգիայի արտադրության որոշակի առավելագույն մակարդակ. Այս մակարդակից ցածր էներգիայի արտադրությունը կարող է պահպանվել երկար ժամանակ (100–300 տարի)»։

Անցկացվել է ԲԲԸ ԻՆՍՈԼԱՐ-ԻՆՎԵՍՏուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ջերմային էներգիայի սպառումը հողի զանգվածից մինչև ջեռուցման սեզոնի ավարտը առաջացնում է հողի ջերմաստիճանի նվազում ջերմահավաք համակարգի խողովակների ռեգիստրի մոտ, ինչը տարածքի մեծ մասի հողային և կլիմայական պայմաններում. Ռուսաստանի, ամառային սեզոնին փոխհատուցելու ժամանակ չունի, և հաջորդ ջեռուցման սեզոնի սկզբին հողը դուրս է գալիս ցածր ջերմաստիճանի պոտենցիալով։ Ջերմային էներգիայի սպառումը հաջորդ ջեռուցման սեզոնին առաջացնում է հողի ջերմաստիճանի հետագա նվազում, և երրորդ ջեռուցման սեզոնի սկզբում դրա ջերմաստիճանային ներուժն ավելի է տարբերվում բնականից։ Եվ այսպես շարունակ։ Այնուամենայնիվ, հողի բնական ջերմաստիճանի ռեժիմի վրա ջերմահավաք համակարգի երկարատև շահագործման ջերմային ազդեցության ծրարներն ունեն ընդգծված էքսպոնենցիալ բնույթ, և շահագործման հինգերորդ տարում հողը մտնում է նոր ռեժիմ՝ մոտ պարբերական, այսինքն՝ շահագործման հինգերորդ տարվանից ջերմահավաք համակարգը հողային զանգվածից ջերմային էներգիայի երկարաժամկետ սպառումն ուղեկցվում է նրա ջերմաստիճանի պարբերական փոփոխություններով։ Այսպիսով, նախագծելիս ջերմային պոմպերի ջեռուցման համակարգերԹվում է, թե անհրաժեշտ է հաշվի առնել ջերմահավաք համակարգի երկարաժամկետ աշխատանքի հետևանքով առաջացած հողի զանգվածի ջերմաստիճանի անկումը և որպես նախագծային պարամետրեր օգտագործել ՏՍՏ-ի շահագործման 5-րդ տարում սպասվող հողի զանգվածի ջերմաստիճանները:

Համակցված համակարգերում, օգտագործվում է և՛ ջերմային, և՛ սառը մատակարարման համար, ջերմային հաշվեկշիռը սահմանվում է «ավտոմատ». ամառային ժամանակ(պահանջում է սառեցում) - հողային զանգվածի տաքացում։ Ստորերկրյա ջրերի ցածր ջերմություն օգտագործող համակարգերում ջրի պաշարների անընդհատ համալրում է տեղի ունենում՝ մակերևույթից ջրի արտահոսքի և հողի ավելի խոր շերտերից եկող ջրի պատճառով: Այսպիսով, ստորերկրյա ջրերի ջերմության պարունակությունը մեծանում է ինչպես «վերևից» (ջերմության պատճառով մթնոլորտային օդը), և «ներքևից» (Երկրի ջերմության պատճառով); «վերևից» և «ներքևից» ջերմության ավելացման արժեքը կախված է ջրատարի հաստությունից և խորությունից: Այս ջերմային փոխանցումների շնորհիվ ստորերկրյա ջրերի ջերմաստիճանը մնում է կայուն ողջ սեզոնի ընթացքում և քիչ է փոխվում շահագործման ընթացքում:

Ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ ունեցող համակարգերում իրավիճակն այլ է:Երբ ջերմությունը հանվում է, հողի ջերմափոխանակիչի շուրջ հողի ջերմաստիճանը նվազում է: Ջերմաստիճանի նվազման վրա ազդում են ինչպես ջերմափոխանակիչի նախագծման առանձնահատկությունները, այնպես էլ դրա աշխատանքի ռեժիմը: Օրինակ, ջերմափոխանակիչի երկարության բարձր արժեք ունեցող համակարգերում (մի քանի տասնյակ վտ մեկ մետր ջերմափոխանակիչի երկարության համար) կամ հողի մեջ գտնվող ցածր ջերմային հաղորդունակությամբ հողում տեղակայված հողային ջերմափոխանակիչով համակարգերում (օրինակ՝ չոր ավազի կամ չոր մանրախիճի մեջ) , ջերմաստիճանի նվազումը հատկապես նկատելի կլինի և կարող է հանգեցնել հողի ջերմափոխանակիչի շուրջ հողային զանգվածի սառեցման։

Գերմանացի մասնագետները չափել են հողային զանգվածի ջերմաստիճանը, որում տեղադրված է 50 մ խորությամբ հողային ջերմափոխանակիչ, որը գտնվում է Մայնի Ֆրանկֆուրտի մոտ։ Դրա համար 2,5, 5 և 10 մ հեռավորության վրա գլխավոր հորի շուրջը նույն խորության 9 հորեր են հորատվել։ Բոլոր տասը հորերում ջերմաստիճանի տվիչներ են տեղադրվել յուրաքանչյուր 2 մ-ում՝ ընդհանուր առմամբ 240 սենսոր: Նկ. Նկար 9-ը ցույց է տալիս դիագրամներ, որոնք ցույց են տալիս հողի զանգվածի ջերմաստիճանի բաշխումը ուղղահայաց հողի ջերմափոխանակիչի շուրջ առաջին ջեռուցման սեզոնի սկզբում և վերջում: Ջեռուցման սեզոնի վերջում հստակ տեսանելի է ջերմափոխանակիչի շուրջ հողի զանգվածի ջերմաստիճանի նվազում։ Շրջապատող հողի զանգվածից ջերմափոխանակիչին ուղղված ջերմային հոսք կա, որը մասամբ փոխհատուցում է ջերմության «ընտրության» հետևանքով հողի ջերմաստիճանի նվազումը։ Այս հոսքի մեծությունը համեմատած տվյալ տարածքում Երկրի ներսից ջերմային հոսքի մեծության հետ (80–100 մՎտ/քմ) գնահատվում է բավականին բարձր (մի քանի վտ մեկ քառակուսի մետրի համար):

Բրինձ. Նկ. 9. Ջերմաստիճանի բաշխման սխեմաներ հողի զանգվածում հողի ուղղահայաց ջերմափոխանակիչի շուրջ առաջին ջեռուցման սեզոնի սկզբում և վերջում

Քանի որ ուղղահայաց ջերմափոխանակիչները սկսեցին համեմատաբար տարածվել մոտավորապես 15-20 տարի առաջ, ամբողջ աշխարհում առկա են փորձարարական տվյալների պակաս, որոնք ստացվել են այս տեսակի ջերմափոխանակիչներ ունեցող համակարգերի երկարաժամկետ (մի քանի տասնյակ տարի) շահագործման ժամանակաշրջաններում: Հարց է ծագում այդ համակարգերի կայունության, երկարատև շահագործման ընթացքում դրանց հուսալիության մասին։ Արդյո՞ք Երկրի ցածր պոտենցիալ ջերմությունը վերականգնվող էներգիայի աղբյուր է: Ո՞րն է այս աղբյուրի «թարմացման» շրջանը։

Երբ գործում է գյուղական դպրոց Յարոսլավլի մարզհագեցած ջերմային պոմպի համակարգ, օգտագործելով ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչ, հատուկ ջերմության հեռացման միջին արժեքները եղել են 120–190 Վտ/մ մակարդակի վրա։ մ ջերմափոխանակիչի երկարությունը:

1986 թվականից Շվեյցարիայում Ցյուրիխի մերձակայքում իրականացվել են հետազոտություններ ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ ունեցող համակարգի վրա: Հողազանգվածում տեղադրվել է ուղղահայաց կոաքսիալ տիպի վերգետնյա ջերմափոխանակիչ՝ 105 մ խորությամբ, որն օգտագործվել է որպես ցածրորակ ջերմային էներգիայի աղբյուր մեկաբնակարան բնակելի շենքում տեղադրված ջերմային պոմպային համակարգի համար։ Ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչը ապահովում էր գագաթնակետային հզորություն մոտավորապես 70 Վտ մեկ մետր երկարության համար, ինչը զգալի ջերմային բեռ է ստեղծում շրջակա հողի զանգվածի վրա: Ջերմային էներգիայի տարեկան արտադրությունը կազմում է մոտ 13 ՄՎտժ

Հիմնական հորատանցքից 0,5 և 1 մ հեռավորության վրա հորատվել են երկու լրացուցիչ հորեր, որոնցում տեղադրվել են ջերմաստիճանի տվիչներ 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85 և 105 մ խորության վրա, որից հետո հորերը լցվել են կավե ցեմենտի խառնուրդով: Ջերմաստիճանը չափվում էր երեսուն րոպեն մեկ։ Բացի հողի ջերմաստիճանից, գրանցվել են նաև այլ պարամետրեր՝ հովացուցիչ նյութի արագությունը, ջերմային պոմպի կոմպրեսորային շարժիչի էներգիայի սպառումը, օդի ջերմաստիճանը և այլն:

Առաջին դիտարկման շրջանը տևել է 1986-1991 թվականներին։ Չափումները ցույց են տվել, որ արտաքին օդի ջերմության և արևի ճառագայթման ազդեցությունը նկատվում է հողի մակերեսային շերտում մինչև 15 մ խորության վրա: Այս մակարդակից ցածր հողի ջերմային ռեժիմը ձևավորվում է հիմնականում պայմանավորված. երկրագնդի ներքին ջերմություն. Գործողության առաջին 2-3 տարիների ընթացքում հողի զանգվածի ջերմաստիճանըուղղահայաց ջերմափոխանակիչի շրջակայքը կտրուկ իջավ, բայց ամեն տարի ջերմաստիճանի նվազումը նվազում էր, և մի քանի տարի անց համակարգը հասավ հաստատունին մոտ ռեժիմի, երբ ջերմափոխանակիչի շուրջ հողի զանգվածի ջերմաստիճանը սկզբնականից ցածր դարձավ 1-ով։ -2 °C.

1996 թվականի աշնանը՝ համակարգի գործարկումից տասը տարի անց, վերսկսվեցին չափումները։ Այս չափումները ցույց են տվել, որ հողի ջերմաստիճանը էապես չի փոխվել: Հետագա տարիներին հողի ջերմաստիճանի աննշան տատանումներ են գրանցվել 0,5 աստիճան C-ի սահմաններում՝ կախված տարեկան ջեռուցման բեռից: Այսպիսով, համակարգը գործարկման առաջին մի քանի տարիներից հետո մտավ քվազիստացիոնար ռեժիմ։

Փորձարարական տվյալների հիման վրա կառուցվել են հողային զանգվածում տեղի ունեցող գործընթացների մաթեմատիկական մոդելներ, որոնք հնարավորություն են տվել կատարել հողային զանգվածի ջերմաստիճանի փոփոխությունների երկարաժամկետ կանխատեսում։

Մաթեմատիկական մոդելավորումը ցույց է տվել, որ ջերմաստիճանի տարեկան նվազումը աստիճանաբար կնվազի, իսկ ջերմափոխանակիչի շուրջ հողի զանգվածի ծավալը, որը ենթակա է ջերմաստիճանի նվազման, կավելանա ամեն տարի։ Գործողության շրջանի վերջում սկսվում է վերածննդի գործընթացը՝ հողի ջերմաստիճանը սկսում է բարձրանալ։ Վերականգնման գործընթացի բնույթը նման է ջերմության «ընտրության» գործընթացին. շահագործման առաջին տարիներին տեղի է ունենում հողի ջերմաստիճանի կտրուկ աճ, իսկ հաջորդ տարիներին ջերմաստիճանի բարձրացման տեմպերը նվազում են: «Վերականգնման» շրջանի տևողությունը կախված է գործառնական շրջանի երկարությունից: Այս երկու ժամանակաշրջանները մոտավորապես նույնն են։ Այս դեպքում վերգետնյա ջերմափոխանակիչի շահագործման ժամկետը կազմել է երեսուն տարի, իսկ «վերածնման» ժամկետը նույնպես գնահատվում է երեսուն տարի։

Այսպիսով, շենքերի ջեռուցման և հովացման համակարգերը, օգտագործելով Երկրի ցածր աստիճանի ջերմությունը, էներգիայի հուսալի աղբյուր են, որը կարող է օգտագործվել ամենուր: Այս աղբյուրը կարող է օգտագործվել բավականին երկար ժամանակ և կարող է թարմացվել գործառնական շրջանի վերջում:

գրականություն

1. Rybach L. Երկրաջերմային ջերմային պոմպերի (GHP) կարգավիճակը և հեռանկարները Եվրոպայում և ամբողջ աշխարհում; GHP-ների կայունության ասպեկտները. Երկրաջերմային ջերմային պոմպերի միջազգային դասընթաց, 2002 թ

2. Վասիլև Գ.Պ., Կրունդիշև Ն.Ս. Էներգաարդյունավետ գյուղական դպրոց Յարոսլավլի մարզում. ABOK №5, 2002 թ

3. Սաներ Բ. Ջերմային պոմպերի վերգետնյա ջերմության աղբյուրներ (դասակարգում, բնութագրեր, առավելություններ): 2002 թ

4. Rybach L. Երկրաջերմային ջերմային պոմպերի (GHP) կարգավիճակը և հեռանկարները Եվրոպայում և ամբողջ աշխարհում; GHP-ների կայունության ասպեկտները. Երկրաջերմային ջերմային պոմպերի միջազգային դասընթաց, 2002 թ

5. ORKUSTOFNUN աշխատանքային խումբ, Իսլանդիա (2001). Երկրաջերմային էներգիայի կայուն արտադրություն – առաջարկվող սահմանում: IGA News No. 43, հունվար-մարտ 2001, 1-2

6. Rybach L., Sanner B. Ստորգետնյա ջերմային պոմպերի համակարգեր. Եվրոպական փորձը: GeoHeat կենտրոն Բուլ. 21/1, 2000 թ

7. Սառը կլիմայական պայմաններում բնակելի ջերմային պոմպերի միջոցով էներգիայի խնայողություն: Maxi Brochure 08. CADDET, 1997 թ

8. Atkinson Schaefer L. Մեկ ճնշման կլանման ջերմային պոմպի վերլուծություն: Ատենախոսություն, որը ներկայացվել է ակադեմիական ֆակուլտետին: Վրաստանի տեխնոլոգիական ինստիտուտ, 2000 թ

9. Morley T. Հակադարձ ջերմային շարժիչը որպես շենքերի ջեռուցման միջոց, The Engineer 133: 1922 թ.

10. Fearon J. Ջերմային պոմպի պատմությունը և զարգացումը, Սառնարանային համակարգը և օդորակումը: 1978 թ

11. Վասիլև Գ.Պ. Էներգաարդյունավետ շենքեր՝ ջերմային պոմպերով ջերմամատակարարման համակարգերով: «ԺԽ» ամսագիր, թիվ 12, 2002 թ

12. Ջերմային պոմպերի օգտագործման ուղեցույցներ՝ օգտագործելով էներգիայի երկրորդական ռեսուրսներ և էներգիայի ոչ ավանդական վերականգնվող աղբյուրներ: Moskomarchitectura. Պետական ​​ունիտար ձեռնարկություն «ՆԻԱԿ», 2001 թ

13. Էներգաարդյունավետ բնակելի շենք Մոսկվայում. ABOK №4, 1999 թ

14. Վասիլև Գ.Պ. Էներգաարդյունավետ փորձարարական բնակելի շենք Նիկուլինո-2 միկրոշրջանում. ABOK №4, 2002 թ

Ջերմաստիճանի փոփոխություն խորության հետ: Երկրի մակերեսը արեգակնային ջերմության անհավասար մատակարարման պատճառով կամ տաքանում է, կամ սառչում։ Ջերմաստիճանի այս տատանումները շատ մակերեսային են թափանցում Երկրի հաստության մեջ։ Այսպիսով, ամենօրյա տատանումները 1 խորության վրա մսովորաբար այլևս չի զգացվում: Ինչ վերաբերում է տարեկան տատանումներին, ապա դրանք ներթափանցում են տարբեր խորությունտաք երկրներում 10-15-ով մ,իսկ ցուրտ ձմեռներով ու շոգ ամառներով երկրներում՝ մինչև 25-30 և նույնիսկ 40 մ. 30-40-ից ավելի խորը մԵրկրի վրա արդեն ամենուր ջերմաստիճանը հաստատուն է պահվում։ Օրինակ, Փարիզի աստղադիտարանի նկուղում տեղադրված ջերմաչափը 100 տարի շարունակ անընդհատ ցույց է տալիս 11°.85C:

Ամեն ինչի վրա նկատվում է մշտական ​​ջերմաստիճան ունեցող շերտ երկրագունդըև կոչվում է մշտական ​​կամ չեզոք ջերմաստիճանի գոտի։ Այս գոտու խորությունը տատանվում է կախված կլիմայական պայմաններից, և ջերմաստիճանը մոտավորապես հավասար է այս վայրի միջին տարեկան ջերմաստիճանին։

Մշտական ​​ջերմաստիճանի շերտից ներքև Երկրի մեջ խորանալիս սովորաբար նկատվում է ջերմաստիճանի աստիճանական աճ։ Սա առաջին անգամ նկատել են խորքային հանքերի աշխատողները։ Դա նկատվել է նաև թունելներ փռելիս։ Այսպիսով, օրինակ, Սիմպլոնի թունելը (Ալպերում) դնելիս ջերմաստիճանը բարձրացավ մինչև 60 °, ինչը զգալի դժվարություններ ստեղծեց աշխատանքի մեջ: Նույնիսկ ավելի բարձր ջերմաստիճան է նկատվում խորը հորատանցքերում: Օրինակ է Չուխովսկայա ջրհորը (Վերին Սիլեզիա), որում 2220 թ. մջերմաստիճանը եղել է ավելի քան 80° (83°, 1) և այլն։ մջերմաստիճանը բարձրանում է 1°C-ով։

Այն մետրերի քանակը, որոնք անհրաժեշտ է խորանալ Երկրի մեջ, որպեսզի ջերմաստիճանը բարձրանա 1 ° C-ով, կոչվում է երկրաջերմային քայլ.Երկրաջերմային աստիճանը տարբեր դեպքերում նույնը չէ և ամենից հաճախ այն տատանվում է 30-35-ի սահմաններում: մ.Որոշ դեպքերում այդ տատանումները կարող են նույնիսկ ավելի մեծ լինել: Օրինակ՝ Միչիգան ​​նահանգում (ԱՄՆ)՝ լճի մոտ գտնվող հորատանցքերից մեկում։ Միչիգան, երկրաջերմային փուլը պարզվեց ոչ թե 33, այլ 70 մԸնդհակառակը, շատ փոքր երկրաջերմային քայլ է նկատվել Մեքսիկայի հորերից մեկում, այնտեղ 670 խորության վրա. մկար ջուր 70 ° ջերմաստիճանով: Այսպիսով, երկրաջերմային փուլը պարզվեց, որ ընդամենը մոտ 12 է մ.Փոքր երկրաջերմային աստիճաններ են նկատվում նաև հրաբխային շրջաններում, որտեղ փոքր խորություններում դեռ կարող են լինել հրաբխային ապարների չսառեցված շերտեր: Բայց բոլոր նման դեպքերը ոչ այնքան կանոններ են, որքան բացառություններ։

Կան բազմաթիվ պատճառներ, որոնք ազդում են երկրաջերմային փուլի վրա: (Բացի վերը նշվածից, կարելի է նշել ապարների տարբեր ջերմահաղորդականությունը, շերտերի առաջացման բնույթը և այլն։

Մեծ նշանակությունջերմաստիճանի բաշխման մեջ ունի տեղանք. Վերջինս հստակ երևում է կից գծագրում (նկ. 23), որը պատկերում է Ալպերի մի հատվածը Սիմպլոնի թունելի գծի երկայնքով՝ գեոիզոթերմներով, որոնք գծագրված են կետագծով (այսինքն՝ Երկրի ներսում հավասար ջերմաստիճանի գծեր): Գեոիզոթերմներն այստեղ կարծես կրկնում են ռելիեֆը, սակայն խորության հետ աստիճանաբար նվազում է ռելիեֆի ազդեցությունը։ (Բալեի գեոիզոթերմների ուժեղ դեպի ներքև ճկումը պայմանավորված է այստեղ դիտվող ջրի ուժեղ շրջանառությամբ):

Երկրի ջերմաստիճանը մեծ խորություններում. Ջերմաստիճանի դիտարկումներ հորատանցքերում, որոնց խորությունը հազվադեպ է գերազանցում 2-3-ը կմ,Բնականաբար, նրանք չեն կարող պատկերացում տալ Երկրի խորը շերտերի ջերմաստիճանի մասին։ Բայց այստեղ մեզ օգնության են հասնում որոշ երևույթներ երկրակեղևի կյանքից։ Այդպիսի երեւույթներից է հրաբխությունը։ Երկրի մակերևույթի վրա տարածված հրաբուխները երկրի մակերես են բերում հալած լավաներ, որոնց ջերմաստիճանը 1000 °-ից ավելի է։ Հետեւաբար, մեծ խորություններում մենք ունենք 1000°-ից ավելի ջերմաստիճան:

Կար ժամանակ, երբ գիտնականները, ելնելով երկրաջերմային փուլից, փորձում էին հաշվարկել, թե ինչ խորություն կարող է լինել 1000-2000 ° ջերմաստիճանը: Սակայն նման հաշվարկները չեն կարող բավարար չափով հիմնավորված համարվել։ Սառեցնող բազալտե գնդակի ջերմաստիճանի վրա կատարված դիտարկումները և տեսական հաշվարկները հիմք են տալիս ասելու, որ երկրաջերմային քայլի արժեքը մեծանում է խորության հետ։ Բայց թե որքանով և ինչ խորությամբ է գնում նման աճը, նույնպես դեռ չենք կարող ասել։

Եթե ​​ենթադրենք, որ ջերմաստիճանը խորության հետ անընդհատ աճում է, ապա Երկրի կենտրոնում այն ​​պետք է չափվի տասնյակ հազարավոր աստիճաններով։ Նման ջերմաստիճաններում մեզ հայտնի բոլոր ապարները պետք է անցնեն հեղուկ վիճակի։ Ճիշտ է, Երկրի ներսում հսկայական ճնշում կա, և մենք ոչինչ չգիտենք նման ճնշման տակ գտնվող մարմինների վիճակի մասին: Սակայն մենք չունենք տվյալներ, որոնք հաստատում են, որ ջերմաստիճանը շարունակաբար աճում է խորության հետ։ Այժմ երկրաֆիզիկոսների մեծ մասը գալիս է այն եզրակացության, որ Երկրի ներսում ջերմաստիճանը դժվար թե լինի ավելի քան 2000 °:

Ջերմային աղբյուրներ. Ինչ վերաբերում է ջերմության աղբյուրներին, որոնք որոշում են Երկրի ներքին ջերմաստիճանը, ապա դրանք կարող են տարբեր լինել։ Ելնելով այն վարկածներից, որոնք համարում են, որ Երկիրը ձևավորվել է շիկացած և հալված զանգվածից, ներքին ջերմությունը պետք է համարել մարմնի մնացորդային ջերմությունը, որը հալվում է մակերեսից: Այնուամենայնիվ, հիմքեր կան ենթադրելու, որ Երկրի ներքին բարձր ջերմաստիճանի պատճառը կարող է լինել ապարներում պարունակվող ուրանի, թորիումի, ակտինուրանի, կալիումի և այլ տարրերի ռադիոակտիվ քայքայումը։ Ռադիոակտիվ տարրերը հիմնականում տարածված են Երկրի մակերևութային թաղանթի թթվային ապարներում, դրանք ավելի քիչ տարածված են խորը նստած հիմնային ապարներում։ Ընդ որում, դրանցում հիմնական ապարներն ավելի հարուստ են, քան երկաթե երկնաքարերը, որոնք համարվում են տիեզերական մարմինների ներքին մասերի բեկորներ։

Չնայած ապարներում ռադիոակտիվ նյութերի փոքր քանակին և դրանց դանդաղ քայքայմանը, ռադիոակտիվ քայքայման արդյունքում առաջացող ջերմության ընդհանուր քանակը մեծ է: Խորհրդային երկրաբան Վ.Գ.Խլոպինհաշվարկել է, որ Երկրի վերին 90 կիլոմետրանոց թաղանթում պարունակվող ռադիոակտիվ տարրերը բավարար են ճառագայթման միջոցով մոլորակի ջերմության կորուստը ծածկելու համար։ Ռադիոակտիվ քայքայման հետ մեկտեղ ջերմային էներգիաազատվում է երկրագնդի նյութի սեղմման, քիմիական ռեակցիաների ժամանակ և այլն։

Լուսանկարը՝ Գրետար Իվարսոնի «NesjavellirPowerPlant edit2» / https://commons.wikimedia.org/wiki/ 25 մայիսի 2015թ. / Tags:

Էսպու քաղաքում երկու տարուց կգործարկվի Ֆինլանդիայի առաջին երկրաջերմային էլեկտրակայանը։ Ֆին ինժեներները նախատեսում են օգտագործել երկրագնդի ինտերիերի բնական ջերմությունը շենքերը տաքացնելու համար: Իսկ եթե փորձը հաջող լինի, ապա նման ջեռուցման կայաններ կարելի է կառուցել ամենուր, օրինակ՝ ներսում Լենինգրադի մարզ. Հարցն այն է, թե որքանով է դա ձեռնտու։

Երկրի էներգիան օգտագործելը նոր գաղափար չէ: Բնականաբար, այն շրջանների բնակիչները, որտեղ բնությունն ինքն է ստեղծել «շոգեշարժիչներ», առաջին հերթին ձեռնամուխ են եղել դրա իրականացմանը։ Այսպես, օրինակ, դեռևս 1904 թվականին իտալացի արքայազն Պիերո Ջինորի Կոնտին վառեց չորս էլեկտրական լամպ՝ էլեկտրական գեներատորով տուրբին տեղադրելով երկրից տաքացած գոլորշու բնական ելքի մոտ՝ Լարդերելլո (Տոսկանա) շրջանում։

Ինը տարի անց՝ 1913 թվականին, այնտեղ գործարկվեց առաջին կոմերցիոն երկրաջերմային կայանը՝ 250 կիլովատ հզորությամբ։ Կայանը օգտագործել է ամենաեկամտաբեր, բայց, ցավոք, հազվագյուտ ռեսուրսը՝ չոր գերտաքացած գոլորշին, որը կարելի է գտնել միայն հրաբխային զանգվածների խորքերում։ Բայց, փաստորեն, Երկրի ջերմությունը կարելի է գտնել ոչ միայն կրակ շնչող լեռների մոտ։ Այն ամենուր է, մեր ոտքերի տակ։

Մոլորակի աղիքները տաքացվում են մի քանի հազար աստիճանով։ Գիտնականները դեռ չեն պարզել, թե մեր մոլորակի ինչ պրոցեսներում է պահպանվում հսկայական քանակությամբ ջերմություն մի քանի միլիարդ տարի, և անհնար է գնահատել, թե քանի միլիարդ տարի այն կտևի: Հուսալիորեն հայտնի է, որ ամեն 100 մետր խորության վրա ժայռերի ջերմաստիճանը բարձրանում է միջինը 3 աստիճանով։ Միջին հաշվով դա նշանակում է, որ մոլորակի վրա կան վայրեր, որտեղ ջերմաստիճանը բարձրանում է կես աստիճանով, իսկ ինչ-որ տեղ՝ 15 աստիճանով։ Եվ դրանք ակտիվ հրաբխային գոտիներ չեն։

Ջերմաստիճանի գրադիենտը, իհարկե, անհավասարաչափ աճում է։ Ֆին փորձագետները ակնկալում են հասնել 7 կմ խորության վրա գտնվող մի գոտի, որտեղ ժայռերի ջերմաստիճանը կլինի 120 աստիճան Ցելսիուս, մինչդեռ Էսպուում ջերմաստիճանի գրադիենտը 100 մետրի համար կազմում է մոտ 1,7 աստիճան, ինչը նույնիսկ միջին մակարդակից ցածր է: Եվ, այնուամենայնիվ, սա արդեն բավարար ջերմաստիճան է երկրաջերմային ջեռուցման կայան գործարկելու համար։

Համակարգի էությունը, սկզբունքորեն, պարզ է. Իրարից մի քանի հարյուր մետր հեռավորության վրա երկու հորեր են հորատվում։ Դրանց միջեւ՝ ստորին հատվածում, ճնշումով ջուր է ներարկվում՝ շերտերը կոտրելու եւ դրանց միջեւ թափանցելի կոտրվածքների համակարգ ստեղծելու համար։ Տեխնոլոգիան մշակված է. այժմ թերթաքարային նավթն ու գազը նույն կերպ են արդյունահանվում։

Այնուհետև մակերեսից ջուրը մղվում է հորերից մեկի մեջ, և հակառակը, այն դուրս է մղվում երկրորդից։ Ջուրը հոսում է տաք ժայռերի միջով ճեղքերով, այնուհետև երկրորդ ջրհորի միջով հոսում է մակերես, որտեղ ջերմությունը փոխանցում է սովորական քաղաքային ջեռուցման կայանից: Նման համակարգեր արդեն գործարկվել են ԱՄՆ-ում, իսկ ներկայումս մշակվում են Ավստրալիայում և Եվրամիության երկրներում։

Լուսանկարը՝ www.facepla.net (սքրինշոթ)

Ավելին, բավականաչափ ջերմություն կա էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Ցածր ջերմաստիճանի երկրաջերմային էներգիայի զարգացման առաջնահերթությունը պատկանում է խորհրդային գիտնականներին. հենց նրանք են լուծել Կամչատկայում նման էներգիայի օգտագործման հարցը ավելի քան կես դար առաջ։ Գիտնականներն առաջարկել են որպես եռացող հովացուցիչ նյութ օգտագործել օրգանական հեղուկ՝ ֆրեոն12, որն ունի նորմալ եռման կետ։ մթնոլորտային ճնշումմինուս 30 աստիճան: Ցելսիուսի 80 աստիճան ջերմաստիճան ունեցող ջրհորի ջուրն իր ջերմությունը փոխանցել է ֆրեոնին, որը պտտել է տուրբինները։ Աշխարհում առաջին էլեկտրակայանը, որը աշխատել է այս ջերմաստիճանի ջրով, եղել է Կամչատկայի Պաուժեցկայա երկրաջերմային էլեկտրակայանը, որը կառուցվել է 1967 թվականին։

Նման սխեմայի առավելություններն ակնհայտ են՝ Երկրի ցանկացած կետում մարդկությունը կկարողանա իրեն ապահովել ջերմությամբ և էլեկտրականությամբ, նույնիսկ եթե Արևը մարի։ Հսկայական էներգիա է կուտակվում երկրակեղևի հաստության մեջ, որը տարեկան ավելի քան 10 հազար անգամ գերազանցում է ժամանակակից քաղաքակրթության վառելիքի սպառումը: Եվ այս էներգիան անընդհատ թարմացվում է մոլորակի աղիքներից ջերմության ներհոսքի պատճառով։ Ժամանակակից տեխնոլոգիաներհնարավորություն է տալիս արտադրել այս տեսակի էներգիա:

Լենինգրադի մարզում կան հետաքրքիր վայրեր նմանատիպ երկրաջերմային էլեկտրակայանների կառուցման համար։ «Պետրոսը կանգնած է ճահճի մեջ» արտահայտությունը կիրառելի է միայն ցածրահարկ կառույցների կառուցման տեսանկյունից, իսկ «մեծ երկրաբանության» տեսանկյունից՝ Սանկտ Պետերբուրգի շրջակայքում նստվածքային ծածկույթը բավականին բարակ է։ , ընդամենը տասնյակ մետր, իսկ հետո, ինչպես Ֆինլանդիայում, առաջանում են առաջնային հրային ապարներ։ Այս քարքարոտ վահանը տարասեռ է. այն կետավոր է խզվածքներով, որոնցից մի քանիսի երկայնքով բարձրանում է ջերմային հոսք:

Բուսաբաններն առաջինն ուշադրություն դարձրին այս երևույթին, ովքեր ջերմության կղզիներ գտան Կարելյան Իսթմուսում և Իժորա սարահարթում, որտեղ բույսերը աճում են կա՛մ բարձր վերարտադրության արագությամբ, կա՛մ պատկանում են ավելի հարավային բուսաբանական ենթագոտիներին: Իսկ Գատչինայի մոտ ընդհանրապես հայտնաբերվել է բուսաբանական անոմալիա՝ ալպյան-կարպատյան ֆլորայի բույսեր։ Բույսերը գոյություն ունեն գետնից եկող ջերմային հոսքերի շնորհիվ։

Պուլկովոյի տարածքում 1000 մետր խորության վրա հորատման արդյունքների համաձայն՝ բյուրեղային ապարների ջերմաստիճանը եղել է գումարած 30 աստիճան, այսինքն՝ միջինում յուրաքանչյուր 100 մետրը բարձրացել է 3 աստիճանով։ Սա ջերմաստիճանի գրադիենտի «միջին» մակարդակն է, բայց այն գրեթե երկու անգամ ավելի մեծ է, քան Էսպու շրջանում՝ Ֆինլանդիայում։ Սա նշանակում է, որ Պուլկովոյում բավական է ջրհոր հորատել ընդամենը 3500 մետր խորության վրա, համապատասխանաբար, նման ջեռուցման կայանը կարժենա շատ ավելի քիչ, քան Էսպուում։

Հարկ է հաշվի առնել, որ նման կայանների վերադարձի ժամկետը կախված է նաև այս երկրի կամ տարածաշրջանի սպառողների ջերմամատակարարման և էլեկտրաէներգիայի սակագներից: 2015 թվականի մայիսին Helsingin Energia-ից առանց էլեկտրական ջեռուցման բազմաբնակարան շենքերի սակագինը կազմել է 6,19 եվրո ցենտ մեկ կՎտժ-ի համար, էլեկտրական ջեռուցմամբ, համապատասխանաբար՝ 7,12 եվրո ցենտ մեկ կՎտ/ժ-ի համար։ ցերեկը) Սանկտ Պետերբուրգի սակագների համեմատ՝ էլեկտրաէներգիա օգտագործողների և ջեռուցման համար տարբերությունը կազմում է մոտ 40%, մինչդեռ դեռ պետք է հաշվի առնել փոխարժեքները։ Ֆինլանդիայում էլեկտրաէներգիայի նման ցածր գինը, ի թիվս այլ բաների, պայմանավորված է նրանով, որ երկիրն ունի իր միջուկային արտադրող կայանները։

Սակայն Լատվիայում, որը ստիպված է անընդհատ էլեկտրաէներգիա և վառելիք գնել, էլեկտրաէներգիայի վաճառքի գինը գրեթե երկու անգամ ավելի բարձր է, քան Ֆինլանդիայում։ Այնուամենայնիվ, ֆինները վճռական են կայան կառուցել Էսպուում, մի վայրում, որն ամենաբարենպաստը չէ երկրաջերմային գրադիենտի տեսանկյունից:

Փաստն այն է, որ երկրաջերմային էներգիան պահանջում է երկարաժամկետ ներդրումներ։ Այս առումով այն ավելի մոտ է խոշոր հիդրոէլեկտրակայաններին և միջուկային էներգիային։ Երկրաջերմային էլեկտրակայանը շատ ավելի դժվար է կառուցել, քան արևային կամ հողմային էլեկտրակայանը: Եվ դուք պետք է վստահ լինեք, որ քաղաքական գործիչները չեն սկսի խաղալ գների հետ, և կանոնները անմիջապես չեն փոխվի։

Ուստի ֆինները որոշում են կայացնում այս կարևոր արդյունաբերական փորձի մասին։ Եթե ​​նրանց հաջողվի իրականացնել իրենց ծրագիրը, և գոնե սկզբում տաքացնել իրենց բնակիչներին ջերմությամբ, որը երբեք չի ավարտվի (նույնիսկ մեր մոլորակի կյանքի մասշտաբով), դա մեզ թույլ կտա մտածել երկրաջերմային ապագայի մասին։ էներգետիկա ռուսական հսկայական տարածքներում։ Հիմա Ռուսաստանում տաքանում են Երկրի ջերմությամբ Կամչատկայում ու Դաղստանում, բայց երեւի կգա նաև Պուլկովոյի ժամանակը։

Կոնստանտին Ռանկս