Отопление из центра Земли. Отопление из под земли
Геотермальное отопление своими руками - насколько это реально
Несмотря на то, что создание геотермального отопления своими руками является довольно затруднительной задачей, подобный вариант стремительно набирает популярность в США и странах Западной Европы. Это новый, экологически чистый и весьма энергоэффективный способ получения тепловой энергии.
Причины популярности нового способа
Геотермальный тепловой насос
Причины растущей популярности нового метода — в его очевидной простоте и низкой стоимости эксплуатации. Удивительно, что до недавнего времени люди практически не использовали колоссальный источник энергии, находящийся прямо у них под ногами. Хотя уже давно известно о том, что Земля — это раскаленный шар, покрытый тонкой корой с толщиной от 5 до 70 километров.
Сейчас запасы более привычных для нас ископаемых источников энергии стремительно истощаются, а цена на них растет с каждым годом. Поэтому затраты на постройку альтернативных систем энергоснабжения уже не кажутся столь значительными. Кроме того, бесплатное получение собственного тепла с лихвой окупает первоначальные затраты.
Где можно использовать такие системы
Понятно, что далеко не везде экономически оправдано создание геотермальных систем отопления или даже электроснабжения. Но есть места, где земная кора тонка настолько, что энергия мантии прогревает подземные воды до высоких температур. И оставлять их без применения — это, по меньшей мере, не по-хозяйски.
А как определить, есть ли под землей горячий источник, и насколько глубоко он располагается? Это первая серьезная трудность, связанная с существенными затратами и не всегда окупаемая. Расчет и разведывательные работы, заключающиеся в бурении пробных скважин — работа сложная, связанная с привлечением дорогого оборудования.
Но часто она оправдывает себя в самых неожиданных местах. Так, в 2007 году под Брестом на глубине 1,5 км был обнаружен геотермальный источник с температурой всего 40°С. Не бог весть что — для отопления жилья явно недостаточно. Но вполне сгодится для поддержания необходимой температуры в тепличном хозяйстве на 20 гектарах. К настоящему времени геотермальная установка окупила себя и уже начала приносить прибыль.
Как строят отопительную систему
Безусловно, для обогрева частного дома никто не согласится бурить скважину на полтора километра. Но если вы живете в районе, где горячая вода местами бьет из-под земли, причем нерадивые коммунальщики к этому отношения не имеют, то затраты на геотермальное отопление дома своими руками окажутся минимальными.
- Первой заботой будет определение местоположения и глубины залегания ближайшего подземного горячего водоема.
- Вторая задача — бурение скважины, а лучше двух. По одной горячая вода будет через насос поступать в дом, а по другой, уже остывшая, возвращаться назад.
- И, наконец, установка и отладка работы теплового насоса, а также труб добычи и нагнетания воды из источника.
Внутри дома тепловое оборудование стандартное. Это могут быть радиаторы отопления или скрытые тепловые коммуникации «теплый пол».
Не секрет, что геотермальные источники не всегда содержат чистую дистиллированную воду. Из-за солей и других примесей вода может не подойти для прямой подачи в трубы и радиаторы парового отопления. Кроме того, температура некоторых источников настолько высока, что способна попросту разрушить магистрали. Чтобы этого не случилось, водой из источника при помощи радиатора нагревают воду из водопровода, которую затем подают в батареи. Такой способ называют непрямым. При помощи него можно не только согреться, но и помыться — тепла многих источников хватит и на то, и на другое.
В качестве «возвращаемой» воды может служить отработанная остывшая вода, а можно набирать ее при помощи того же насоса из близлежащего водоема.
Энергоэффективность полученной конструкции в разы перекрывает затраты энергии на работу насоса. Учитывая абсолютную безопасность, экологическую чистоту и полную восполняемость энергоносителя, использование геотермальной энергии можно порекомендовать всем, кто имеет к ней какой-либо доступ.
Похожие записиКомментарии и отзывы к материалу
У вас должен быть включен JavaScript для отображения комментариев.gidotopleniya.ru
Отопление из недр земли | Зелёный дом
Вы слышали о том, что в качестве отопления можно использовать тепло земли? Оказывается это не такая уже редкость. Причём не в Долине гейзеров на Камчатке, а в нашей с вами Европе. Солидные европейские фирмы (Buderus, например) выпускают специальное оборудование – тепловые насосы, которые отапливают помещения, используя тепло земли.
С развитием цивилизации вопрос об использования возобновляемых источников энергии становится все более актуальным. Энергия земли, воды, ветра или солнца – вот отличное решение энергетической задачи в разрезе экологии. Вместо традиционной энергетики, использующей в качестве топлива нефть, газ или уголь, экологи рекомендуют разрабатывать и внедрять альтернативные энергетические установки.
Одним из самых ярких примеров применения нетрадиционной энергетики могут служить высокоэффективные тепловые насосы, использующие в качестве «топлива» тепло земли, которые не только не загрязняют окружающую среду, но и гораздо более экономичны, нежели их традиционные аналоги.
За рубежом тепловые насосы используются для организации автономных систем отопления и вентиляции уже около полувека. За это время данный вид альтернативного отопления стал настолько популярен, что часто преобладает по частоте использования над традиционными отопительными системами. Тепловые насосы настолько удобны и экономичны в эксплуатации, что на фоне общего удорожания углеводородных источников энергии, кажутся чуть ли не единственным правильным решением данной проблемы.
Принцип работы теплового насоса основан на передаче тепла почвы, подземных вод и воздуха теплоносителю с большей температурой. При использовании тепловых насосов в отопительной системе расходы на отопление снижаются в 4-10 раз. Кроме того, они обладают длительным сроком эксплуатации и работают в полностью автоматизированном режиме. Срок службы теплового насоса без капитального ремонта 15-25 лет.
Технически, тепловой насос похож на холодильник, который работает в обратном режиме. Он забирает энергию у окружающей среды и концентрирует ее в теплоносителе. В жаркое время года включается режим кондиционирования, в холодное – режим отопления. И хотя изначально тепловые насосы были созданы исключительно для обогрева помещений, функция кондиционирования в условиях меняющегося климата наших широт придает им особенный акцент.
Кстати, в Швеции сегодня работает более полумиллиона тепловых насосов, а в Японии более 3 миллионов.
В зависимости от источника тепла, выделяют несколько типов тепловых насосов. Чаще всего используются агрегаты типа «вода-вода», имеющие КПД порядка 2,5-5,4. Эти показатели могут изменяться в зависимости от типа самого насоса и температуры теплового источника, то есть грунтовых вод.
Условный срок окупаемости среднего насоса – 4-5 лет.
Тепловые насосы – будущее отечественной альтернативной энергетики, а также яркий пример бережного отношения к окружающей среде.
green-dom.info
Отопление из центра Земли › Финские страницы на Фонтанке.ру
В городе Эспоо через два года будет запущена первая в Финляндии геотермальная электростанция. Финские инженеры планируют использовать естественное тепло земных недр для обогрева зданий. И если эксперимент будет успешным, то подобные теплоцентрали можно возводить повсеместно, например, в Ленинградской области. Вопрос в том, насколько это выгодно.
Использование энергии Земли - идея не новая. Естественно, за ее реализацию прежде всего взялись жители тех регионов, где сама природа создала “паровые машины”. Так, например, еще в 1904 году итальянский князь Пьеро Джинори Конти зажег четыре электролампочки, поместив турбинку с электрогенератором вблизи природного выхода разогретого пара из земли, в регионе Лардерелло (Тоскана).
Спустя девять лет, в 1913 году, там же была запущена первая коммерческая геотермальная станция мощностью 250 киловатт. Станция использовала самый выгодный, но, к сожалению, редко встречающийся ресурс — сухой перегретый пар, который можно встретить лишь в недрах вулканических массивов. Но, на самом деле, жар Земли можно найти не только близ огнедышащих гор. Он есть повсеместно, под нашими ногами.
Недра планеты раскалены до нескольких тысяч градусов. Ученые до сих пор не выяснили, вследствие каких процессов наша планета в течение нескольких миллиардов лет хранит в себе гигантское количество тепла, и невозможно оценить, на сколько миллиардов лет его хватит. Достоверно известно, что при погружении на каждые 100 метров вглубь земли температура пород повышается в среднем на 3 градуса. В среднем — это значит, что есть места на планете, где температура повышается на полградуса, а где-то — и на 15 градусов. И это — не зоны активного вулканизма.
Температурный градиент, разумеется, увеличивается неравномерно. Финские специалисты рассчитывают достичь на глубине 7 км зоны, в которой температура пород составит 120 градусов Цельсия, притом что температурный градиент в Эспоо примерно 1,7 градуса на 100 метров, а это даже ниже среднего уровня. И, тем не менее, это уже достаточная температура для запуска геотермальной теплоцентрали.
Суть системы, в принципе, проста. Бурятся две скважины на расстоянии в несколько сот метров друг от друга. Между ними в нижней части нагнетают под давлением воду, чтобы разорвать пласты и создать меж ними систему проницаемых трещин. Технология отработана: подобным способом сейчас добывают сланцевую нефть и газ.
Затем в одну из скважин закачивают воду с поверхности, а из второй — наоборот, откачивают. Вода идет по трещинам среди раскаленных пород, и затем поступает по второй скважине на поверхность, где передает тепло обычной городской теплоцентрали. Такие системы уже были запущены в США, в настоящее время идут разработки в Австралии и странах Европейского союза.
Фото: www.facepla.net (скриншот)
Мало того — тепла хватит, чтобы запустить выработку электроэнергии. Приоритет в разработке низкотемпературной геотермальной энергетики принадлежит советским ученым — именно они более полувека назад решили вопрос использования такой энергии на Камчатке. Ученые предложили использовать в качестве кипящего теплоносителя органическую жидкость — фреон12, у которой точка кипения при нормальном атмосферном давлении — минус 30 градусов. Вода из скважины температурой в 80 градусов Цельсия передавала свое тепло фреону, который вращал турбины. Первой в мире электростанцией, работающей с водой такой температуры, стала Паужетская геотермальная электростанция на Камчатке, построенная в 1967 году.
Достоинства такой схемы очевидны — в любой точке Земли человечество сможет обеспечить себя теплом и электроэнергией, даже если погаснет Солнце. В толще земной коры запасена огромная энергия, более чем в 10 тысяч раз превышающая все топливопотребление современной цивилизации в год. И эта энергия постоянно возобновляется за счет притока тепла из недр планеты. Современные технологии позволяют добывать этот вид энергии.
Интересные места для строительства подобных геотермальных электростанций есть и в Ленинградской области. Выражение "Питер стоит на болоте" применимо лишь с позиции строительства малоэтажных объектов, а с точки зрения "большой геологии" — осадочный чехол в окрестностях Петербурга достаточно тонок, всего десятки метров, а затем берут свое начало, как и в Финляндии, коренные магматические породы. Этот скальный щит неоднороден: он испещрен разломами, по некоторым из которых поднимается наверх тепловой поток.
Первыми на это явление обратили внимание ботаники, которые нашли на Карельском перешейке и на Ижорском плато островки тепла, где произрастают растения либо с высокой скоростью воспроизводства, либо относящиеся к более южным ботаническим подзонам. А под Гатчиной и вовсе обнаружена ботаническая аномалия — растения альпийско-карпатской флоры. Растения существуют благодаря тепловым потокам, идущим из-под земли.
По результатам бурения в районе Пулково на глубине 1000 метров температура кристаллических пород составила плюс 30 градусов, то есть в среднем она повышалась на 3 градуса каждые 100 метров. Это "средний" уровень температурного градиента, но он почти в два раза больше, чем в районе Эспоо, в Финляндии. Это означает, что в Пулково достаточно пробурить скважину на глубину всего лишь до 3500 метров, соответственно, такая теплоцентраль обойдется гораздо дешевле, чем в Эспоо.
Стоит учесть, что срок окупаемости подобных станций зависит также и от тарифов на теплоснабжение и электроэнергию для потребителей в этой стране или региона. В мае 2015 года тариф для многоквартирных домов без электрического отопления от компании Helsingin Energia составлял 6,19 евроцента за кВт*ч, с электрическим отоплением, соответственно, — 7,12 евроцентра за кВт*ч (в дневное время). По сравнению с тарифами Санкт-Петербурга, разница для тех, кто использует электричество и для отопления, составляет около 40%, при этом еще надо учитывать игры курсов. Столь невысокая цена на электричество в Финляндии связана, в том числе, с тем, что страна имеет собственные атомные генерирующие мощности.
А вот в Латвии, которая вынуждена постоянно закупать электроэнергию и топливо, отпускная цена электроэнергии практически вдвое выше, чем в Финляндии. Однако финны полны решимости построить станцию в Эспоо, в не самом удачном по геотермическому градиенту месте.
Дело в том, что геотермальная энергетика требует долгосрочных инвестиций. В этом смысле она ближе к крупной гидроэнергетике и атомной энергетике. ГеоТЭС гораздо сложнее возвести, чем солнечную или ветростанцию. И нужно быть уверенными, что политики не начнут играть с ценами и правила не будут меняться на ходу.
Поэтому финны и решаются на этот важный промышленный эксперимент. Если им удастся осуществить задуманное, и хотя бы для начала обогреть своих жителей теплом, которое никогда не кончится (даже в масштабах вообще жизни на нашей планете) — это позволит задуматься о будущем геотермальной энергетики и на обширных российских просторах. Сейчас в России греются теплом Земли на Камчатке и в Дагестане, но, возможно, настанет и время Пулково.
Константин Ранкс
fontankafi.ru
