Кирилл Дегтярев, Москвагийн Улсын Их Сургуулийн эрдэм шинжилгээний ажилтан. М.В.Ломоносов.

Нүүрс устөрөгчөөр баялаг манай улсын хувьд газрын гүний дулааны эрчим хүч нь өнөөгийн нөхцөл байдлаас харахад газрын тос, байгалийн хийтэй өрсөлдөх боломжгүй чамин нөөц юм. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний энэ өөр хэлбэрийг бараг хаана ч ашиглах боломжтой бөгөөд нэлээд үр дүнтэй байдаг.

Гэрэл зургийг Игорь Константинов.

Гүнтэй холбоотойгоор хөрсний температурын өөрчлөлт.

Дулааны ус ба тэдгээрийн хуурай чулуулгийн гүн дэх температурын өсөлт.

Янз бүрийн бүс нутагт гүнтэй температурын өөрчлөлт.

Исландын Эйяфьяллаёкулл галт уулын дэлбэрэлт нь дэлхийн дотоод хэсгээс хүчтэй дулааны урсгал бүхий идэвхтэй тектоник болон галт уулын бүсэд болж буй галт уулын хүчтэй үйл явцын жишээ юм.

Дэлхийн улс орнуудын газрын гүний дулааны цахилгаан станцуудын суурилагдсан хүчин чадал, МВт.

ОХУ-ын нутаг дэвсгэр дээр газрын гүний дулааны нөөцийн тархалт. Шинжээчдийн үзэж байгаагаар газрын гүний дулааны эрчим хүчний нөөц нь органик чулуужсан түлшний нөөцөөс хэд дахин их байдаг. "Газрын дулааны эрчим хүчний нийгэмлэг"-ийн мэдээлснээр.

Газрын гүний дулааны эрчим хүч- энэ бол дэлхийн дотоод дулаан юм. Энэ нь гүнд үйлдвэрлэгдэж, дэлхийн гадаргуу дээр гарч ирдэг янз бүрийн хэлбэрүүдмөн янз бүрийн эрчимтэй.

Хөрсний дээд давхаргын температур нь гадаад (экзоген) хүчин зүйлээс хамаардаг - нарны гэрэл, агаарын температур. Зун, өдрийн цагаар хөрс тодорхой гүнд дулаарч, өвөл, шөнөдөө агаарын температурын өөрчлөлт, бага зэрэг хоцрогдолтойгоор гүн гүнзгийрэх тусам хөрнө. Агаарын температурын өдөр тутмын хэлбэлзлийн нөлөө нь хэдэн арван см-ийн гүнд дуусдаг. Улирлын хэлбэлзэл нь хөрсний гүн давхаргыг хамардаг - хэдэн арван метр хүртэл.

Тодорхой гүнд - хэдэн арван метрээс хэдэн зуун метр хүртэл хөрсний температур дэлхийн гадаргуу дээрх жилийн дундаж агаарын температуртай тэнцүү хэвээр байна. Хангалттай гүний агуйд орсноор үүнд итгэхэд хялбар байдаг.

Хэзээ жилийн дундаж температурЭнэ хэсгийн агаар тэгээс доогуур байна, энэ нь мөнх цэвдэг (илүү нарийвчлалтай, мөнх цэвдэг) хэлбэрээр илэрдэг. Зүүн Сибирьт жилийн турш хөлдсөн хөрсний зузаан, өөрөөр хэлбэл зузаан нь зарим газарт 200-300 м хүрдэг.

Тодорхой гүнээс (газрын зураг дээрх цэг бүрийн хувьд өөрийн гэсэн) нар болон агаар мандлын үйл ажиллагаа маш их суларч, эндоген (дотоод) хүчин зүйлүүд дээгүүр гарч, дэлхийн дотоод хэсэг дотроосоо халдаг тул температур гүнзгийрүүлэн дээшилж эхэлдэг.

Дэлхийн гүн давхаргад халах нь гол төлөв тэнд байрлах цацраг идэвхт элементүүдийн задралтай холбоотой байдаг ч дулааны бусад эх үүсвэрийг жишээлбэл, дэлхийн царцдас, мантийн гүн давхарга дахь физик-химийн, тектоник процесс гэж нэрлэдэг. Гэхдээ ямар ч шалтгаанаас үл хамааран чулуулаг, түүнтэй холбоотой шингэн ба хийн бодисын температур гүнзгийрэх тусам нэмэгддэг. Уурхайчид ийм үзэгдэлтэй тулгардаг - гүний уурхайд үргэлж халуун байдаг. 1 км-ийн гүнд гучин градусын халуун хэвийн, гүнд нь түүнээс ч өндөр байдаг.

Дэлхийн гадаргад хүрэх дэлхийн дотоод дулааны урсгал бага байдаг - дунджаар түүний хүч нь 0.03-0.05 Вт / м 2,
эсвэл жилд ойролцоогоор 350 Вт / м 2. Нарны дулааны урсгал ба түүгээр халсан агаарын дэвсгэр дээр энэ нь үл үзэгдэх утга юм: Нар нь квадрат метр бүрийг өгдөг. газрын гадаргуужилд ойролцоогоор 4000 кВт цаг, өөрөөр хэлбэл 10 000 дахин их (мэдээжийн хэрэг, энэ нь туйлын болон экваторын өргөрөгийн хооронд асар их хэлбэлзэлтэй байдаг бөгөөд цаг уурын болон цаг агаарын бусад хүчин зүйлээс хамаарна).

Дэлхийн ихэнх хэсэгт гүнээс гадаргуу руу чиглэсэн дулааны урсгалын ач холбогдол багатай нь чулуулгийн дулаан дамжуулалт бага, геологийн бүтцийн онцлогтой холбоотой юм. Гэхдээ үл хамаарах зүйлүүд байдаг - дулааны урсгал өндөр байдаг газрууд. Эдгээр нь юуны түрүүнд дэлхийн дотоод энерги гадагшлах гарцыг олдог тектоник хагарлын бүс, газар хөдлөлтийн идэвхжил, галт уулын идэвхжил юм. Ийм бүсүүд нь литосферийн дулааны гажигаар тодорхойлогддог бөгөөд энд дэлхийн гадаргуу дээр хүрч буй дулааны урсгал нь "ердийн" хэмжээнээс хэд хэдэн удаа, тэр ч байтугай илүү хүчтэй байж болно. Галт уулын дэлбэрэлт, халуун рашаан нь эдгээр бүсэд асар их хэмжээний дулааныг гадаргуу руу хүргэдэг.

Чухам эдгээр газрууд нь газрын гүний дулааны эрчим хүчийг хөгжүүлэхэд хамгийн таатай байдаг. ОХУ-ын нутаг дэвсгэр дээр эдгээр нь юуны түрүүнд Камчатка, Курилын арлууд, Кавказ юм.

Үүний зэрэгцээ, гүний температур нэмэгдэх нь хаа сайгүй тохиолддог үзэгдэл бөгөөд тэндээс ашигт малтмалын түүхий эд гаргаж авдаг шиг гэдэснээс дулааныг "олборлох" даалгавар байдаг тул газрын гүний дулааны эрчим хүчийг хөгжүүлэх нь бараг хаа сайгүй боломжтой юм.

Дунджаар температур 100 м тутамд 2.5-3 ° C-аар гүн нэмэгддэг.Өөр өөр гүнд байрлах хоёр цэгийн температурын зөрүүг тэдгээрийн хоорондох гүнийн зөрүүтэй харьцуулсан харьцааг газрын гүний дулааны градиент гэнэ.

Харилцан хамаарал нь газрын гүний дулааны алхам буюу температур 1oС-ээр өсөх гүний интервал юм.

Градиент өндөр, үүний дагуу алхам нь бага байх тусам дэлхийн гүний дулаан гадаргуу дээр ойртож, газрын гүний дулааныг хөгжүүлэхэд илүү ирээдүйтэй газар юм.

В өөр өөр газар нутаг, геологийн бүтэц болон бусад бүс нутгийн болон орон нутгийн нөхцөл байдлаас шалтгаалан температурын өсөлтийн хурд нь гүнд эрс ялгаатай байж болно. Дэлхийн масштабаар газрын гүний дулааны градиент ба шатлалын хэлбэлзэл 25 дахин хүрдэг. Жишээлбэл, Орегон мужид (АНУ) градиент нь 1 км тутамд 150 ° C, Өмнөд Африкт 1 км тутамд 6 ° C байна.

Асуулт бол 5, 10 км ба түүнээс дээш гүнд температур ямар байх вэ? Хэрэв энэ хандлага үргэлжилбэл 10 км-ийн гүнд температур дунджаар 250-300 ° C байх ёстой. Энэ нь хэт гүний худгийн шууд ажиглалтаар бага багаар нотлогддог боловч зураг нь температурын шугаман өсөлтөөс хамаагүй илүү төвөгтэй байдаг.

Жишээлбэл, Балтийн талст бамбайд өрөмдсөн Кола гүний худагт 3 км-ийн гүнд температур 10 ° С / 1 км хурдтайгаар өөрчлөгдөж, дараа нь газрын гүний дулааны градиент 2-2.5 дахин их болдог. 7 км-ийн гүнд 120 хэм, 10 км-т - 180 хэм, 12 км-т - 220 хэмийн температур аль хэдийн бүртгэгдсэн байна.

Өөр нэг жишээ бол Хойд Каспийн бүс нутагт тавигдсан худаг бөгөөд 500 м гүнд 42 хэм, 1.5 км-т 70 хэм, 2 км-т - 80 хэм, 3 км-т 108 хэм хэмтэй байна. .

Газрын гүний дулааны градиент 20-30 км-ийн гүнээс эхлэн буурдаг гэж үздэг: 100 км-ийн гүнд тооцоолсон температур 1300-1500 o С, 400 км-ийн гүнд - 1600 o С, дэлхийн гол (6000 км-ээс дээш гүн) - 4000-5000 o WITH.

10-12 км хүртэл гүнд температурыг өрөмдсөн цооногоор хэмждэг; тэдгээр нь байхгүй тохиолдолд илүү гүнд байгаатай адил шууд бус шинж тэмдгээр тодорхойлогддог. Ийм шууд бус шинж тэмдэг нь газар хөдлөлтийн долгионы дамжих шинж чанар эсвэл гадагш урсаж буй лаавын температур байж болно.

Гэсэн хэдий ч газрын гүний дулааны эрчим хүчний зорилгоор 10 км-ээс дээш гүн дэх температурын талаархи мэдээлэл нь практик сонирхолгүй хэвээр байна.

Хэдэн километрийн гүнд маш их дулаан байдаг, гэхдээ яаж өсгөх вэ? Заримдаа бидний хувьд энэ асуудлыг байгалийн дулаан зөөгч - гадаргуу дээр гарч ирдэг эсвэл бидний хүрч болох гүнд байрладаг халсан дулааны усны тусламжтайгаар шийддэг. Зарим тохиолдолд гүн дэх усыг уурын төлөвт халаана.

"Дулааны ус" гэсэн нэр томъёоны хатуу тодорхойлолт байдаггүй. Дүрмээр бол тэд халуун гэсэн үг юм Газрын доорхи усшингэн төлөвт эсвэл уур хэлбэрээр, үүнд 20 хэмээс дээш температуртай, өөрөөр хэлбэл агаарын температураас өндөр температуртай дэлхийн гадаргуу дээр гарч ирдэг.

Газар доорх ус, уур, уур, усны хольцын дулаан нь гидротермаль энерги юм. Үүний дагуу түүний хэрэглээнд суурилсан энергийг гидротермаль гэж нэрлэдэг.

Нөхцөл байдал хуурай чулуулгаас шууд дулаан үйлдвэрлэхэд илүү төвөгтэй байдаг - газрын тосны дулааны энерги, ялангуяа нэлээд өндөр температур нь дүрмээр бол хэдэн километрийн гүнээс эхэлдэг.

ОХУ-ын нутаг дэвсгэр дээр газрын тосны дулааны эрчим хүчний нөөц нь усан дулааны эрчим хүчнээс зуу дахин их байдаг - тус бүр 3500 ба 35 их наяд тонн түлштэй тэнцэх хэмжээний түлш юм. Энэ бол үнэхээр байгалийн юм - дэлхийн гүний дулаан хаа сайгүй байдаг бөгөөд дулааны ус нь орон нутагт байдаг. Гэсэн хэдий ч дулаан, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх техникийн тодорхой бэрхшээлээс шалтгаалан дулааны усыг ихэвчлэн ашиглаж байна.

20-30-аас 100 хэмийн температуртай ус нь халаахад тохиромжтой, 150 хэм ба түүнээс дээш температуртай, газрын гүний дулааны цахилгаан станцуудад цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд тохиромжтой.

Ерөнхийдөө ОХУ-ын нутаг дэвсгэр дээрх газрын гүний дулааны нөөц нь тонн түлш эсвэл бусад эрчим хүчний хэмжилтийн нэгжийн хувьд чулуужсан түлшний нөөцөөс 10 дахин их байдаг.

Онолын хувьд зөвхөн газрын гүний дулааны эрчим хүч л улсын эрчим хүчний хэрэгцээг бүрэн хангах боломжтой. Практик дээр Энэ мөчтүүний ихэнх нутаг дэвсгэрт энэ нь техникийн болон эдийн засгийн шалтгааны улмаас боломжгүй юм.

Дэлхий дээр газрын гүний дулааны эрчим хүчийг ашиглах нь ихэвчлэн Исландтай холбоотой байдаг - Атлантын дундах нурууны хойд төгсгөлд, хэт идэвхтэй тектоник болон галт уулын бүсэд байрладаг улс. 2010 онд Эйяфьяллайёкулл галт уулын хүчтэй дэлбэрэлтийг хүн бүр санаж байгаа байх.

Энэхүү геологийн өвөрмөц байдлын ачаар Исланд нь газрын гүний дулааны эрчим хүчний асар их нөөцтэй, тэр дундаа дэлхийн гадаргуу дээр гарч ирдэг халуун рашаан, тэр ч байтугай гейзер хэлбэрээр урсдаг.

Исландад одоо хэрэглэж буй нийт эрчим хүчний 60 гаруй хувийг дэлхийгээс авдаг. Газрын гүний дулааны эх үүсвэрийг оруулаад халаалтын 90%, цахилгаан эрчим хүчний 30% -ийг хангадаг. Тус улсын цахилгаан эрчим хүчний үлдсэн хэсгийг усан цахилгаан станцуудад үйлдвэрлэдэг, өөрөөр хэлбэл сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашигладаг бөгөөд үүний ачаар Исланд нь дэлхийн байгаль орчны стандарт мэт харагдаж байна.

20-р зуунд газрын гүний дулааны эрчим хүчийг нутагшуулсан нь Исландад эдийн засгийн хувьд мэдэгдэхүйц тусалсан. Өнгөрсөн зууны дунд үе хүртэл маш ядуу орон байсан бол одоо нэг хүнд ногдох газрын гүний дулааны эрчим хүчний суурилагдсан хүчин чадал, үйлдвэрлэлээрээ дэлхийд нэгдүгээрт, газрын гүний дулааны суурилагдсан хүчин чадлын үнэмлэхүй үнэлэмжээр эхний аравт багтаж байна. цахилгаан станцууд. Гэсэн хэдий ч түүний хүн ам ердөө 300 мянган хүн байгаа нь байгаль орчинд ээлтэй эрчим хүчний эх үүсвэрт шилжих ажлыг хялбаршуулдаг: түүний хэрэгцээ ерөнхийдөө бага байдаг.

Исландаас гадна Шинэ Зеланд, Зүүн Өмнөд Азийн арлын мужууд (Филиппин, Индонези), Төв Америк, Зүүн Африкийн орнуудад цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн нийт тэнцэлд газрын гүний дулааны эрчим хүчний өндөр хувийг эзэлдэг. мөн газар хөдлөлт, галт уулын идэвхжил өндөртэй байдаг. Эдгээр орнуудын хувьд өнөөгийн хөгжлийн түвшин, хэрэгцээ шаардлагаас нь харахад газрын гүний дулааны эрчим хүч нь нийгэм, эдийн засгийн хөгжилд ихээхэн хувь нэмэр оруулж байна.

(Төгсгөл нь дараах байдалтай байна.)

Температурын гүний өөрчлөлт. Нарны дулааны жигд бус хангамжаас болж дэлхийн гадаргуу халж, дараа нь хөрнө. Эдгээр температурын хэлбэлзэл нь дэлхийн зузаан руу маш гүехэн нэвтэрдэг. Тиймээс, 1-ийн гүнд өдөр тутмын хэлбэлзэл михэвчлэн бараг мэдрэгддэггүй. Жилийн хэлбэлзлийн хувьд тэдгээр нь янз бүрийн гүнд нэвтэрдэг. халуун дулаан орнууд 10-15 цагт м,улс орнуудад байхдаа хүйтэн өвөлхалуун зун 25-30, бүр 40 хүртэл м. 30-40-аас илүү гүн мДэлхийн хаа сайгүй температур тогтмол хэвээр байна. Жишээлбэл, Парисын ажиглалтын төвийн подвалд суурилуулсан термометр 100 гаруй жилийн турш үргэлж 11 °, 85 хэмийг харуулж байна.

Тогтмол температурын давхарга бүхэлдээ ажиглагдаж байна бөмбөрцөгтогтмол буюу саармаг температурын бүс гэж нэрлэдэг. Энэ бүслүүрийн гүнээс хамаарч цаг уурын нөхцөлөөр, температур нь тухайн газрын жилийн дундаж температуртай ойролцоогоор тэнцүү байна.

Тогтмол температурын давхаргаас доош дэлхийн гүн рүү ороход температур аажмаар нэмэгдэж байгааг анзаардаг. Үүнийг гүний уурхайн ажилчид анх анзаарсан. Үүнийг хонгил тавихад ч анзаарсан. Жишээлбэл, Симплон туннелийг (Альпийн нуруунд) тавих үед температур 60 хэм хүртэл өссөн нь ажилд ихээхэн хүндрэл учруулсан. Гүн цооногт бүр ч өндөр температур ажиглагдаж байна. Үүний нэг жишээ бол Чуховская худаг (Дээд Силези) бөгөөд 2220 гүнд байдаг. мтемператур 80 ° (83 °, 1) -ээс дээш байсан гэх мэт. мтемператур 1 хэмээр нэмэгддэг.

Температурыг 1 хэмээр нэмэгдүүлэхийн тулд дэлхийн гүн рүү орох шаардлагатай хэдэн метрийг нэрлэдэг газрын гүний дулааны алхам.Газрын гүний дулааны үе шат нь янз бүрийн тохиолдолд ижил биш бөгөөд ихэнхдээ 30-35 хооронд хэлбэлздэг м.Зарим тохиолдолд эдгээр хэлбэлзэл нь бүр ч өндөр байж болно. Жишээлбэл, Мичиган мужид (АНУ) нуурын ойролцоо байрлах худгийн нэгэнд. Мичиган, газрын гүний дулааны алхам нь 33 биш, харин 70 м.Үүний эсрэгээр Мексикийн нэгэн худагт 670-ийн гүнд газрын гүний дулааны маш жижиг алхам ажиглагдсан. м 70 хэмийн температуртай ус гарч ирэв. Ийнхүү газрын гүний дулааны үе шат ердөө 12 орчим болж хувирав м.Мөн гүехэн гүнд магмын чулуулгийн хөрөөгүй давхарга байж болох галт уулын бүсэд газрын гүний дулааны жижиг алхамууд ажиглагддаг. Гэхдээ ийм бүх тохиолдлууд нь үл хамаарах зүйл болох дүрэм журам биш юм.

Газрын гүний дулааны үе шат үүсэх олон шалтгаан бий. (Дээрхээс гадна та чулуулгийн янз бүрийн дулаан дамжуулалт, дэвсгэрийн шинж чанар гэх мэтийг зааж өгч болно.

Газар нутгийн рельеф нь температурын хуваарилалтад ихээхэн ач холбогдолтой юм. Сүүлчийн зургийг хавсаргасан зургаас (Зураг 23) тодорхой харж болно, Альпийн нурууны Симплон хонгилын шугамын дагуух хэсгийг, геоизотермуудыг тасархай шугамаар (өөрөөр хэлбэл дэлхийн доторх ижил температуртай шугам) дүрсэлсэн байна. Эндхийн геоизотермууд рельефийг давтаж байгаа мэт боловч гүн гүнзгийрэх тусам рельефийн нөлөө аажмаар буурдаг. (Балле дахь геоизотермийн хүчтэй доошоо гулзайлт нь энд ажиглагдсан усны хүчтэй эргэлттэй холбоотой.)

Их гүн дэх дэлхийн температур. Цооног дахь температурын ажиглалт, гүн нь 2-3 хэмээс хэтрэхгүй байна км,Мэдээжийн хэрэг, тэд дэлхийн гүн давхаргын температурын талаархи ойлголтыг өгч чадахгүй. Гэхдээ энд дэлхийн царцдасын амьдралын зарим үзэгдэл бидэнд туслах болно. Эдгээр үзэгдлүүдийн нэг нь галт уул юм. Дэлхийн гадаргуу дээр өргөн тархсан галт уулууд нь 1000 хэмээс дээш температуртай хайлсан лаавыг дэлхийн гадаргуу руу хүргэдэг. Тиймээс их гүнд бид 1000 хэмээс дээш температуртай байдаг.

Эрдэмтэд газрын гүний дулааны алхам дээр үндэслэн 1000-2000 хэм хүртэл өндөр температур байж болохыг тооцоолохыг оролдсон үе бий. Гэсэн хэдий ч ийм тооцоог хангалттай үндэслэлтэй гэж үзэх боломжгүй юм. Хөргөх базальт бөмбөлгийн температурын талаар хийсэн ажиглалт, онолын тооцоо нь газрын гүний дулааны алхамын хэмжээ гүн нэмэгдэх тусам нэмэгддэг гэж хэлэх үндэслэл болж байна. Гэхдээ ийм өсөлт ямар хэмжээнд, ямар гүнд байгааг бид хэлж чадахгүй.

Хэрэв бид температурыг гүнзгийрүүлэх тусам тасралтгүй нэмэгддэг гэж үзвэл дэлхийн төвд хэдэн арван мянган градусаар хэмжих ёстой. Ийм температурт бидний мэддэг бүх чулуулаг шингэн төлөвт шилжих ёстой. Дэлхий дотор асар их даралт байгаа нь үнэн бөгөөд ийм дарамтанд байгаа биетүүдийн төлөв байдлын талаар бид юу ч мэдэхгүй. Гэсэн хэдий ч бид температурын гүн гүнзгийрэх тусам тасралтгүй нэмэгддэг гэсэн мэдээлэл алга байна. Одоо ихэнх геофизикчид дэлхийн доторх температур 2000 хэмээс хэтрэхгүй гэсэн дүгнэлтэд хүрч байна.

Дулааны эх үүсвэрүүд. Дэлхийн дотоод температурыг тодорхойлдог дулааны эх үүсвэрүүдийн хувьд тэдгээр нь өөр байж болно. Дэлхий улаан халуун, хайлсан массаас үүссэн гэж үздэг таамаглал дээр үндэслэн дотоод дулааныг гадаргуугаас хөргөх биеийн үлдэгдэл дулаан гэж үзэх ёстой. Гэсэн хэдий ч дэлхийн дотоод өндөр температурын шалтгаан нь чулуулагт агуулагдах уран, торий, актинуран, кали болон бусад элементүүдийн цацраг идэвхт задрал байж магадгүй гэж үзэх үндэслэл бий. Цацраг идэвхт элементүүд нь дэлхийн гадаргын бүрхэвчийн хүчиллэг чулуулагт ихэвчлэн тархдаг ба тэдгээрийн багахан хэсэг нь гүний суурь чулуулагт байдаг. Үүний зэрэгцээ үндсэн чулуулаг нь сансрын биетүүдийн дотоод хэсгүүдийн хэлтэрхий гэж тооцогддог төмрийн солироос илүү баялаг юм.

Чулуунд бага хэмжээний цацраг идэвхт бодис агуулагдаж, удаан задарч байгаа хэдий ч цацраг идэвхт задралаас үүсэх дулааны нийт хэмжээ их байна. Зөвлөлтийн геологич В.Г.ХлопинДэлхийн 90 км-ийн дээд бүрхүүлд агуулагдах цацраг идэвхт элементүүд нь цацраг туяагаар гаригийн дулааны алдагдлыг нөхөхөд хангалттай гэж тооцоолсон. Цацраг идэвхт задралын зэрэгцээ дэлхийн бодисыг шахах үед дулааны энерги ялгардаг химийн урвалгэх мэт.

- Эх сурвалж-

Половинкин, А.А. Ерөнхий газарзүйн үндэс / A.A. Половинкин. - М .: РСФСР-ын Боловсролын яамны Улсын боловсрол, сурган хүмүүжүүлэх хэвлэлийн газар, 1958. - 482 х.

Нийтлэл үзсэн: 179

Үргэлж дэмжиж байдаг байшинг төсөөлөөд үз дээ тав тухтай температур, халаалт, хөргөлтийн систем харагдахгүй байна. Энэ систем нь үр дүнтэй ажилладаг боловч нарийн төвөгтэй засвар үйлчилгээ, эзэмшигчдээс тусгай мэдлэг шаарддаггүй.

Цэвэр агаар, шувуудын жиргээ, салхи модны навчисаар залхууран тоглох нь сонсогдоно. Байшин нь үндсээс энерги авдаг навч шиг газраас эрчим хүч авдаг. Сайхан зураг байна, тийм үү?

Газрын гүний дулааны халаалт, хөргөлтийн систем нь энэ зургийг бодитой болгодог. Газрын гүний дулааны HVAC систем (халаалт, агааржуулалт, агааржуулалт) нь өвлийн улиралд халаалт, зуны улиралд хөргөх зорилгоор газрын температурыг ашигладаг.

Газрын гүний дулааны халаалт, хөргөлт хэрхэн ажилладаг

Температур орчинулирал солигдох тусам өөрчлөгддөг боловч дэлхийн дулаалгын шинж чанараас шалтгаалан газар доорх температур тийм ч их өөрчлөгддөггүй. 1.5-2 метрийн гүнд температур харьцангуй тогтмол хэвээр байна бүх жилийн турш... Газрын гүний дулааны систем нь ихэвчлэн дотоод цэвэрлэх төхөөрөмж, газар доорх гогцоо гэж нэрлэгддэг газар доорх хоолойн систем ба / эсвэл усыг эргэлтэнд оруулах насосоос бүрддэг. Систем нь "цэвэр, чөлөөтэй" эрчим хүчийг хангахын тулд газрын тогтмол температурыг ашигладаг.

(Газар дээрх дулаанаас шууд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг процесс болох газрын гүний дулааны станцын NWC системийн тухай ойлголтыг "гео дулааны эрчим хүч" гэж бүү андуураарай. Сүүлчийн тохиолдолд янз бүрийн төрлийн тоног төхөөрөмж болон бусад процессуудыг ашигладаг. Энэ нь ихэвчлэн усыг буцалгах цэг хүртэл халаах явдал юм.)

Газар доорхи гогцоог бүрдүүлдэг хоолойнууд нь ихэвчлэн полиэтиленээр хийгдсэн байдаг бөгөөд газар нутгийн онцлогоос хамааран хэвтээ болон босоо байдлаар газар доор байрлуулж болно. Хэрэв уст давхарга байгаа бол инженерүүд гүний ус руу худаг өрөмдөх замаар "нээлттэй гогцоо" системийг зохион бүтээх боломжтой. Усыг шахаж, дулаан солилцуураар дамжуулж, дараа нь "дахин шахах" замаар ижил уст давхаргад шахдаг.

Өвлийн улиралд газар доорхи гогцоог дамжин өнгөрөх ус дэлхийн дулааныг шингээдэг. Дотор тоног төхөөрөмж нь температурыг улам бүр нэмэгдүүлж, барилгын бүх хэсэгт хуваарилдаг. Энэ нь эсрэгээр ажилладаг агааржуулагчтай адил юм. Зуны улиралд газрын гүний дулааны дулаан хангамжийн систем нь барилгаас өндөр температурт ус татаж, газар доорхи гогцоо / насосоор дамжуулан ус нь сэрүүн газар / уст давхарга руу ордог дахин шахах худаг руу хүргэдэг.

Уламжлалт халаалт, хөргөлтийн системээс ялгаатай нь газрын гүний дулааны HVAC систем нь дулааныг бий болгохын тулд чулуужсан түлш ашигладаггүй. Тэд зүгээр л газраас дулааныг авдаг. Ерөнхийдөө цахилгааныг зөвхөн сэнс, компрессор, насосыг ажиллуулахад ашигладаг.

Газрын гүний дулааны хөргөлт, халаалтын системд дулааны насос, дулаан дамжуулах шингэн (нээлттэй эсвэл хаалттай систем) болон агаарын хангамжийн систем (хоолойн систем) гэсэн гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг байдаг.

Газар дээрх дулааны насосууд болон бусад бүх төрлийн дулааны насосуудын хувьд тэдгээрийн үр ашгийг энэ үйлдэлд зарцуулсан энергийн харьцаа (үр ашиг) хэмжсэн. Ихэнх газрын гүний дулааны насосны системүүд 3.0-5.0 хооронд үр ашигтай байдаг. Энэ нь систем нь нэг нэгж энергийг 3-5 нэгж дулаан болгон хувиргадаг гэсэн үг юм.

Газрын гүний дулааны системийг арчлахад хялбар байдаг. Зөв суурилуулсан бөгөөд энэ нь маш чухал бөгөөд газар доорхи гогцоо хэд хэдэн үеийн туршид зөв ажиллах боломжтой. Сэнс, компрессор, насос нь хаалттай орон зайд байрладаг бөгөөд цаг агаарын өөрчлөлтөөс хамгаалагдсан байдаг тул тэдгээрийн ашиглалтын хугацаа олон жил, ихэвчлэн хэдэн арван жил үргэлжилнэ. Тогтмол үечилсэн үзлэг, шүүлтүүрийг цаг тухайд нь солих, ороомогыг жил бүр цэвэрлэх нь зөвхөн шаардлагатай засвар үйлчилгээ юм.

Газрын гүний дулааны NVK системийг ашиглаж байсан туршлагатай

Газрын гүний дулааны NVC системийг дэлхий даяар 60 гаруй жилийн турш ашиглаж байна. Тэд байгальтай тэмцэхээс биш байгальтай хамтран ажилладаг бөгөөд хүлэмжийн хий ялгаруулдаггүй (түрүүнд дурдсанчлан тэд дэлхийн тогтмол температурыг ашигладаг тул цахилгаан бага хэрэглэдэг).

Өсөн нэмэгдэж буй ногоон байгууламжийн хөдөлгөөний нэг хэсэг болох газрын гүний дулааны HVAC систем нь тогтвортой байшингийн шинж чанар болж байна. Өнгөрсөн онд АНУ-д баригдсан нийт байшингийн 20 хувийг ногоон төслүүд эзэлжээ. Wall Street Journal сэтгүүлд нийтлэгдсэн нийтлэлд ногоон барилгын төсөв жилд 36 тэрбум доллар байсан бол 2016 он гэхэд 114 тэрбум доллар болж өснө гэжээ. Энэ нь нийт үл хөдлөх хөрөнгийн зах зээлийн 30-40 хувийг бүрдүүлнэ.

Гэхдээ газрын гүний дулааны халаалт, хөргөлтийн талаархи ихэнх мэдээлэл нь хуучирсан өгөгдөл эсвэл үндэслэлгүй домог дээр үндэслэсэн байдаг.

Газрын гүний дулааны NVC системийн тухай домог тасархай

1. Газрын гүний дулааны NVC систем нь цахилгаан эрчим хүчийг ашигладаг тул сэргээгдэх технологи биш юм.

Баримт: Газрын гүний дулааны HVAC системүүд нь зөвхөн нэг нэгж цахилгаан эрчим хүчийг таван нэгж хүртэл хөргөх буюу халаалт үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

2. Нар, салхины эрчим хүч нь газрын гүний дулааны NVC системээс илүү таатай сэргээгдэх технологи юм.

Баримт: Газрын гүний дулааны HVAC систем нь нэг доллараар нарны болон салхины эрчим хүчнээс дөрөв дахин их киловатт цагийг дахин боловсруулдаг. Эдгээр технологиуд нь мэдээжийн хэрэг байгаль орчинд чухал үүрэг гүйцэтгэх боловч газрын гүний дулааны NVC систем нь байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах хамгийн үр ашигтай, хэмнэлттэй арга юм.

3. Газрын гүний дулааны NVC систем нь газар доорх гогцооны полиэтилен хоолойг байрлуулахад маш их зай шаарддаг.

Баримт: Газар доорхи гогцоо нь газар нутгаас хамаарч босоо байрлалтай байж болох бөгөөд энэ нь бага хэмжээний гадаргуутай байх шаардлагатай гэсэн үг юм. Хэрэв хүртээмжтэй уст давхарга байгаа бол гадаргуу дээр хэдхэн квадрат фут хэрэгтэй. Ус нь дулаан солилцогчоор дамжсаны дараа авсан уст давхарга руу буцаж ирдэг гэдгийг анхаарна уу. Тиймээс ус нь бохир ус биш бөгөөд уст давхаргыг бохирдуулдаггүй.

4. HBK газрын дулааны насосууд дуу чимээ ихтэй байдаг.

Баримт: Системүүд нь маш чимээгүй бөгөөд хөршүүддээ саад учруулахгүй байх гадаа тоног төхөөрөмж байхгүй.

5. Газрын гүний дулааны системүүд эцэстээ устах болно.

Баримт: Газар доорхи гогцоонууд хэдэн үеэрээ үргэлжлэх боломжтой. Дулаан зөөвөрлөх төхөөрөмж нь дотоод орчинд хамгаалагдсан тул ихэвчлэн хэдэн арван жил үйлчилдэг. Шаардлагатай тоног төхөөрөмжийг солих цаг ирэхэд газрын доорхи гогцоо ба цооног нь түүний хамгийн үнэтэй хэсэг учраас ийм солих зардал нь шинэ газрын гүний дулааны системээс хамаагүй бага байдаг. Техникийн шинэ шийдлүүд нь газар дээрх дулааныг хадгалах асуудлыг арилгадаг тул систем нь температурыг хязгааргүй хэмжээгээр солилцож чаддаг. Өмнө нь буруу тооцоолсон системүүдийн тохиолдол гарч байсан бөгөөд энэ нь системийг ажиллуулахад шаардагдах температурын зөрүү байхаа больж, газрын гадаргууг хэт халсан эсвэл хэт хөргөсөн.

6. Газрын гүний дулааны HVAC систем нь зөвхөн халаалтын зориулалтаар ажилладаг.

Баримт: Эдгээр нь хөргөлтийн хувьд үр дүнтэй ажилладаг бөгөөд нэмэлт дулааны эх үүсвэр ашиглах шаардлагагүй болно. Хэдийгээр зарим үйлчлүүлэгчид хамгийн хүйтэн цаг үед жижиг нөөц системтэй байх нь илүү үр дүнтэй гэж үздэг. Энэ нь тэдний газар доорх гогцоо нь жижиг, тиймээс хямд байх болно гэсэн үг юм.

7. Газрын гүний дулааны HVAC систем нь ахуйн усыг нэгэн зэрэг халаах, усан сангийн усыг халаах, байшинг халаах боломжгүй.

Баримт: Системийг олон функцийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэхээр зохион бүтээж болно.

8. Газрын гүний дулааны NVC систем нь хөрсийг хөргөгч бодисоор бохирдуулдаг.

Баримт: Ихэнх системүүд зөвхөн нугас дахь ус хэрэглэдэг.

9. Газрын гүний дулааны дулаан хангамжийн системүүд их хэмжээний ус хэрэглэдэг.

Баримт: Газрын гүний дулааны систем нь үнэндээ ус хэрэглэдэггүй. Хэрэв газрын доорхи усыг температурыг солилцоход ашигладаг бол бүх ус ижил давхаргад буцаж ирдэг. Өмнө нь дулаан солилцуураар дамжсаны дараа усыг дэмий үрдэг системүүд үнэхээр байсан ч өнөөдөр ийм системийг бараг ашигладаггүй. Арилжааны үүднээс авч үзвэл газрын гүний дулааны NVC систем нь уламжлалт системд уурших байсан сая сая литр усыг хэмнэдэг.

10. Газрын гүний дулааны NVK технологи нь улсын болон бүс нутгийн татварын урамшуулалгүйгээр санхүүгийн хувьд боломжгүй юм.

Баримт: Улсын болон бүс нутгийн урамшуулал нь газрын гүний дулааны системийн нийт зардлын 30-60 хувийг эзэлдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн анхны үнийг ердийн тоног төхөөрөмжийн түвшинд ойртуулдаг. Стандарт HVAC агаарын систем нь нэг тонн дулаан, хүйтэнд ойролцоогоор 3000 долларын үнэтэй байдаг (гэрүүд ихэвчлэн нэгээс таван тонн ашигладаг). Газрын гүний дулааны NVK системийн үнэ нэг тонн нь ойролцоогоор 5000 доллараас 8000-9000 доллар хооронд хэлбэлздэг. Гэсэн хэдий ч угсралтын шинэ аргууд нь ердийн системийн үнэ хүртэл зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулж байна.

Та мөн нийтийн болон арилжааны зориулалттай тоног төхөөрөмж, тэр байтугай дотоодын томоохон захиалгад (ялангуяа Bosch, Carrier, Trane гэх мэт томоохон брэндүүдээс) хөнгөлөлт үзүүлэх замаар зардлыг бууруулж болно. Шахуурга, дахин шахах худгийг ашиглан нээлттэй гогцоо нь хаалттай системээс хямд байдаг.

Материал дээр үндэслэсэн: energyblog.nationalgeographic.com

Хэрэв энэ нь үнэн биш байсан бол энэ нь уран зөгнөл мэт санагдаж магадгүй юм. Сибирийн хатуу ширүүн нөхцөлд та дулааныг газраас шууд авах боломжтой болж байна. Томск мужид өнгөрсөн жил газрын гүний дулааны халаалтын системтэй анхны объектууд гарч ирсэн бөгөөд тэдгээр нь уламжлалт эх үүсвэртэй харьцуулахад дулааны зардлыг дөрөв орчим дахин бууруулах боломжийг олгодог боловч "газар доорх" массын эргэлт хараахан гараагүй байна. Гэхдээ чиг хандлага нь мэдэгдэхүйц бөгөөд хамгийн чухал нь энэ нь эрч хүчээ авч байна. Үнэн хэрэгтээ энэ нь Сибирийн хувьд хамгийн боломжийн өөр эрчим хүчний эх үүсвэр бөгөөд жишээлбэл, нарны хавтан эсвэл салхины үүсгүүр нь үр ашгаа үргэлж харуулж чаддаггүй. Газрын гүний дулааны эрчим хүч үнэндээ бидний хөл дор байдаг.

“Хөрсний хөлдөлтийн гүн 2-2.5 метр байна. Энэ тэмдгээс доогуур дэлхийн температур өвөл, зуны улиралд нэгээс нэмэх таван градусын хооронд ижил хэвээр байна. Дулааны насосны ажил нь энэ өмч дээр суурилдаг, - гэж Томскийн дүүргийн захиргааны боловсролын хэлтсийн эрчим хүчний инженер хэлэв. Роман Алексеенко... - Холболтын хоолойг бие биенээсээ нэг метр хагасын зайд 2.5 метрийн гүнд шороон контур руу булсан. Хөргөгч нь хоолойн системд эргэлддэг - этилен гликол. Гаднах хэвтээ шороон хэлхээ нь хөргөлтийн төхөөрөмжтэй холбогддог бөгөөд хөргөлтийн бодис эргэлддэг - фреон, буцлах температур багатай хий. Цельсийн гурван градусын температурт энэ хий буцалж эхэлдэг бөгөөд компрессор буцалж буй хийг огцом шахахад сүүлчийнх нь температур нэмэх 50 градус хүртэл нэмэгддэг. Халаасан хий нь ердийн нэрмэл усыг эргэлдүүлдэг дулаан солилцуур руу чиглүүлдэг. Шингэн нь халааж, дулааныг шалны халаалтын системээр дамжуулдаг.

Цэвэр физик, ямар ч гайхамшиг

Өнгөрсөн зун Томскийн ойролцоох Турунтаево тосгонд Данийн орчин үеийн газрын гүний дулааны системээр тоноглогдсон цэцэрлэг ашиглалтад орлоо. Томскийн "Экоклимат" компанийн захирлын хэлснээр Жорж Гранин, эрчим хүчний хэмнэлттэй систем нь дулааны хангамжийн төлбөрийг хэд хэдэн удаа бууруулах боломжтой болсон. Найман жилийн турш энэ Томскийн үйлдвэр нь Оросын янз бүрийн бүс нутагт хоёр зуу орчим объектыг газрын гүний дулааны халаалтын системээр тоноглосон бөгөөд Томск мужид үүнийг хийсээр байна. Тиймээс Гранины үгэнд эргэлзэх зүйл алга. Турунтаево дахь "Экоклимат" цэцэрлэгийг нээхээс нэг жилийн өмнө газрын гүний дулааны системээр тоноглогдсон, 13 сая рублийн өртөгтэй, өөр ЦэцэрлэгТомскийн "Зеленые Горки" бичил дүүргийн "Нарлаг туулай". Үнэндээ энэ бол ийм төрлийн анхны туршлага юм. Тэгээд тэр нэлээд амжилттай болсон.

2012 онд Корреспонденцийн төвийн (EICC-Томск муж) Евро мэдээллийн хөтөлбөрийн хүрээнд Дани улсад хийсэн айлчлалын үеэр тус компани Данийн Данфосс компанитай хамтран ажиллах талаар тохиролцож чадсан. Өнөөдөр Данийн тоног төхөөрөмж Томскийн газрын хэвлийгээс дулааныг гаргаж авахад тусалдаг бөгөөд шинжээчдийн үзэж байгаагаар даруу байдалгүйгээр энэ нь маш үр дүнтэй болж байна. Үр ашгийн гол үзүүлэлт бол эдийн засаг. “250 талбай бүхий цэцэрлэгийн барилгын халаалтын систем метр квадратТурунтаевод 1.9 сая рубль зарцуулсан гэж Гранин хэлэв. "Халаалтын төлбөр нь жилд 20-25 мянган рубль байдаг." Энэ нь цэцэрлэгийн дулааны төлбөрийг уламжлалт эх үүсвэрээр төлөхтэй харьцуулах аргагүй юм.

Систем нь Сибирийн өвлийн нөхцөлд ямар ч асуудалгүй ажилласан. Халаалтын төхөөрөмжийг SanPiN стандартад нийцүүлэх тооцоог хийсэн бөгөөд үүний дагуу цэцэрлэгийн барилга доторх температурыг + 19 хэмээс доошгүй температурт -40 хэмийн гаднах температурт байлгах ёстой. Барилгыг дахин төлөвлөх, засварлах, дахин тоноглоход нийтдээ дөрвөн сая орчим рубль зарцуулсан. Дулааны насостойгоо нийлээд зургаан сая хүрэхгүй мөнгө байсан. Дулааны насосны ачаар цэцэрлэгийн халаалт нь бүрэн тусгаарлагдсан, бие даасан систем юм. Одоо барилгад уламжлалт радиатор байхгүй бөгөөд байрны халаалтыг "дулаан шал" системийн тусламжтайгаар гүйцэтгэдэг.

Турунтаевскийн цэцэрлэгийн дулаалга нь тэдний хэлснээр "аас" ба "хүртэл" - барилга нь нэмэлт дулаан тусгаарлагчаар тоноглогдсон: одоо байгаа хананы дээд талд (гурван тоосгоны зузаантай) 10 см-ийн дулаалгын давхарга суурилуулсан. хоёр, гурван тоосго. Тусгаарлагчийн ард агаарын цоорхой, дараа нь металл салаа байна. Дээвэр нь ижил аргаар тусгаарлагдсан байна. Барилгачдын гол анхаарал нь "дулаан шал" - барилгын халаалтын системд байв. Энэ нь хэд хэдэн давхаргатай болсон: бетонон шал, 50 мм зузаантай хөөс давхарга, эргэлддэг хоолойн систем. халуун усболон хулдаас. Дулаан солилцуур дахь усны температур + 50 ° C хүрч болох боловч бодит шалны хучилтыг хамгийн их халаах нь + 30 ° C-аас хэтрэхгүй байна. Өрөөн бүрийн бодит температурыг гараар тохируулах боломжтой - автомат мэдрэгч нь цэцэрлэгийн өрөөг шаардлагатай ариун цэврийн стандартын дагуу дулаацуулахаар шалны температурыг тохируулах боломжийг олгодог.

Турунтаевскийн цэцэрлэгийн насосны хүч нь 40 кВт дулааны эрчим хүч үйлдвэрлэдэг бөгөөд дулааны насосыг үйлдвэрлэхэд 10 кВт цахилгаан эрчим хүч шаардагддаг. Тиймээс 1 кВт цахилгаан эрчим хүч хэрэглэснээс дулааны насос нь 4 кВт дулаан үйлдвэрлэдэг. "Бид өвлийн улиралд бага зэрэг айдаг байсан - дулааны насос хэрхэн ажиллахыг бид мэдэхгүй байсан. Хэдийгээр хүйтэн жавартай байсан ч цэцэрлэг нь 18-аас 23 хэм хүртэл дулаан байсан" гэж Турунтаевская дунд сургуулийн захирал хэлэв. Евгений Белоногов... - Мэдээжийн хэрэг, энд барилга өөрөө сайн дулаалгатай байсан гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тоног төхөөрөмж нь засвар үйлчилгээний хувьд мадаггүй зөв байдаг бөгөөд энэ нь барууны хөгжил боловч манай Сибирийн хатуу ширүүн нөхцөлд нэлээд үр дүнтэй болохыг харуулсан.

Томскийн Худалдаа, аж үйлдвэрийн танхимын EICC-Томск мужаас нөөцийг хамгаалах чиглэлээр туршлага солилцох цогц төслийг хэрэгжүүлсэн. Үүнд нөөц хэмнэх технологи боловсруулж, хэрэгжүүлж буй жижиг, дунд үйлдвэрүүд оролцлоо. Өнгөрсөн оны тавдугаар сард Орос-Данийн төслийн хүрээнд Данийн мэргэжилтнүүд Томск хотод очсон бөгөөд тэдний хэлснээр үр дүн нь илт байв.

Сургуульд инноваци ирдэг

Томск мужийн Вершинино тосгонд фермерийн барьсан шинэ сургууль Михаил Колпаков, дэлхийн дулааныг халаалт, халуун ус хангамжийн дулааны эх үүсвэр болгон ашигладаг бүс нутгийн гурав дахь объект юм. Тус сургууль нь эрчим хүчний хэмнэлтийн хамгийн дээд ангилал буюу "А" ангилалтай гэдгээрээ онцлог юм. Халаалтын системийг ижил "Экоклимат" компани зохион бүтээж, эхлүүлсэн.

Михаил Колпаков хэлэхдээ: "Бид сургуульд ямар төрлийн халаалт хийхээ шийдэх үед нүүрсээр ажилладаг уурын зуух, дулааны насос гэсэн хэд хэдэн сонголт байсан." -Зеленые Горькийн эрчим хүчний хэмнэлттэй цэцэрлэгийн туршлагыг судалж үзээд хуучин аргаар, нүүрсээр халаах нь өвөлдөө 1.2 сая гаруй рублийн зардал гарахаас гадна халуун ус ч хэрэгтэй гэдгийг тооцоолсон. Дулааны насостой бол жилийн турш халуун устай хамт 170 мянга орчим зардал гарах болно.

Дулаан үүсгэхийн тулд системд зөвхөн цахилгаан хэрэгтэй. Сургуулийн дулааны насос нь 1 кВт цахилгаан зарцуулдаг бөгөөд ойролцоогоор 7 кВт дулааны эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. Түүнчлэн, нүүрс, хийнээс ялгаатай нь дэлхийн дулаан нь өөрөө сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр юм. Орчин үеийн суурилуулалт халаалтын системСургуулийн үнэ 10 сая рубль байв. Үүний тулд сургуулийн хашаанд 28 худаг гаргасан.

“Энд арифметик энгийн байна. Бид нүүрсээр ажилладаг уурын зуухны засвар үйлчилгээ хийхэд стокерын цалин, түлшний зардлыг харгалзан жилд нэг сая гаруй рубль зарцуулдаг гэж тооцоолсон, - гэж боловсролын хэлтсийн дарга хэлэв. Сергей Ефимов... - Дулааны насосыг ашиглахдаа бүх нөөцийн хувьд сард арван таван мянган рубль төлөх шаардлагатай болно. Дулааны насосыг ашиглахын эргэлзээгүй давуу тал нь тэдний үр ашиг, байгаль орчинд ээлтэй байдал юм. Дулаан хангамжийн систем нь гаднах цаг агаарын байдлаас шалтгаалан дулааны хангамжийг зохицуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь өрөөний "үер" эсвэл "хэт халалт" гэж нэрлэгддэггүй.

Урьдчилсан тооцоогоор Данийн өндөр үнэтэй тоног төхөөрөмж 4-5 жилийн дараа зардлаа нөхнө. Экоклимат ХХК-ийн хамтран ажилладаг Danfoss дулааны насосны ашиглалтын хугацаа 50 жил байна. Гадна агаарын температурын талаарх мэдээллийг компьютер нь хүлээн авч, сургууль хэзээ дулаацах, хэзээ хийх боломжгүйг тодорхойлдог. Тиймээс халаалтыг асаах, унтраах огнооны тухай асуулт бүрмөсөн алга болно. Сургуулийн цонхны гаднах цаг агаараас үл хамааран цаг уурын хяналт хүүхдүүдэд үргэлж ажиллах болно.

“Данийн Вант Улсын Онц бөгөөд Бүрэн эрхт Элчин сайд өнгөрсөн жил Бүх Оросын уулзалтад хүрэлцэн ирээд Зеленые Горьки дахь манай цэцэрлэгт зочлохдоо Копенгагенд ч шинэлэг гэж тооцогддог технологиуд нэвтэрч, ажиллаж байгаад үнэхээр их гайхсан. Томск муж гэж "Экоклимат" компанийн арилжааны захирал хэлэв. Александр Гранин.

Ерөнхийдөө орон нутгийн сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг эдийн засгийн янз бүрийн салбарт ашиглах, энэ тохиолдолд нийгмийн салбар, сургууль, цэцэрлэгийг багтаасан нь эрчим хүч хэмнэх, эрчим хүчний хэмнэлт гаргах хөтөлбөрийн хүрээнд бүс нутагт хэрэгжиж буй үндсэн чиглэлүүдийн нэг юм. Сэргээгдэх эрчим хүчний хөгжлийг бүс нутгийн Засаг дарга идэвхтэй дэмжиж байна Сергей Жвачкин... Газрын гүний дулааны системтэй төсөвт гурван байгууллага нь том, ирээдүйтэй төслийг хэрэгжүүлэх эхний алхамууд юм.

Зеленые Горький цэцэрлэг нь Сколково тэмцээнд Оросын хамгийн сайн эрчим хүчний хэмнэлттэй байгууламжаар шалгарсан. Дараа нь Вершининская сургууль нь эрчим хүчний хэмнэлтийн хамгийн өндөр ангилалд багтдаг газрын гүний дулааны халаалттай гарч ирэв. Томск мужийн хувьд чухал ач холбогдолтой дараагийн объект бол Турунтаево дахь цэцэрлэг юм. Энэ жил “Газхимстройинвест”, “Стройгарант” компани Томск мужийн Копылово, Кандинка тосгонд тус тус 80, 60 хүүхдийн цэцэрлэг барьж эхлээд байна. Хоёр шинэ байгууламж хоёулаа газрын гүний дулааны системээр - дулааны насосоор халаана. Нийтдээ энэ жил бүс нутгийн захиргаа шинээр цэцэрлэг барих, хуучин цэцэрлэгүүдийг засварлахад бараг 205 сая рубль зарцуулахаар төлөвлөж байна. Тахтамышево тосгон дахь цэцэрлэгийн барилгыг сэргээн засварлах, дахин тоноглох ажил хийгдэнэ. Энэ барилгад халаалт нь дулааны насосны тусламжтайгаар явагдах болно, учир нь систем нь өөрийгөө сайн баталж чадсан юм.

"Дулааны насосны системд дэлхийн бага зэрэглэлийн дулааны энергийг ашиглах"

Васильев Г.П., INSOLAR-INVEST ХК-ийн шинжлэх ухааны захирал, техникийн шинжлэх ухааны доктор, INSOLAR-INVEST ХК-ийн ТУЗ-ийн дарга
Н.В.Шилкин, NIISF-ийн инженер (Москва)

Түлш, эрчим хүчний нөөцийг зохистой ашиглахнь өнөөдөр дэлхийн дэлхийн тулгамдсан асуудлын нэг бөгөөд үүнийг амжилттай шийдвэрлэх нь дэлхийн хамтын нийгэмлэгийн цаашдын хөгжилд төдийгүй түүний амьдрах орчныг хамгаалахад шийдвэрлэх ач холбогдолтой байх болно. Энэ асуудлыг шийдэх ирээдүйтэй аргуудын нэг нь эрчим хүч хэмнэх шинэ технологийг ашиглахуламжлалт бус сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр (NRES) ашиглахУламжлалт чулуужсан түлш хомсдож, тэдгээрийг шатаах нь байгаль орчинд үзүүлэх үр дагавар нь бараг бүх улсад эдгээр технологийг ашиглах сонирхол ихээхэн нэмэгдсэн. хөгжингүй орнууддэлхий.

Дулаан хангамжийн технологийн давуу тал нь уламжлалт аналогитай харьцуулахад барилга байгууламжийн амьдралыг дэмжих систем дэх эрчим хүчний хэрэглээг мэдэгдэхүйц бууруулж байгаагаас гадна байгаль орчинд ээлтэй, түүнчлэн энэ салбарт шинэ боломжуудтай холбоотой юм. амьдралыг дэмжих тогтолцооны бие даасан байдлын түвшинг нэмэгдүүлэх... Ойрын ирээдүйд эдгээр чанарууд нь дулааны үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн зах зээлд өрсөлдөөний нөхцөл байдлыг бүрдүүлэхэд шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэх болно.

ОХУ-ын эдийн засагт эрчим хүч хэмнэх технологийг ашиглах боломжит чиглэлүүдийн дүн шинжилгээ уламжлалт бус эрчим хүчний эх үүсвэрүүд, Орос улсад тэдгээрийг хэрэгжүүлэх хамгийн ирээдүйтэй чиглэл бол барилгын амьдралыг дэмжих систем гэдгийг харуулж байна. Үүний зэрэгцээ авч үзэж буй технологийг дотоодын барилгын практикт нэвтрүүлэх маш үр дүнтэй чиглэл бол өргөн хэрэглээ юм. дулааны насосны дулаан хангамжийн систем (TST)Дэлхийн гадаргын давхаргын хөрсийг бүх нийтэд хүртээмжтэй дулааны бага эх үүсвэр болгон ашиглах.

Ашиглаж байна дэлхийн дулаанХоёр төрлийн дулааны энергийг ялгаж салгаж болно - өндөр потенциалтай ба бага потенциалтай. Өндөр хүчин чадалтай дулааны энергийн эх үүсвэр нь гидротермаль нөөц юм - геологийн процессын үр дүнд өндөр температурт халсан дулааны ус нь барилга байгууламжийг халаахад ашиглах боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч дэлхийн өндөр потенциалтай дулааныг ашиглах нь геологийн тодорхой үзүүлэлт бүхий бүс нутагт хязгаарлагддаг. Орос улсад энэ нь жишээлбэл, Камчатка, Кавказын рашаан устай бүс нутаг юм; Европт Унгар, Исланд, Францад өндөр дулааны эх үүсвэр байдаг.

Өндөр хүчин чадалтай дулааныг (усан дулааны нөөц) "шууд" ашиглахаас ялгаатай нь дэлхийн бага зэрэглэлийн дулааныг ашиглахдулааны насос ашиглан бараг бүх газар боломжтой. Энэ нь одоогоор хамгийн динамик хөгжиж буй хэрэглээний салбаруудын нэг юм. уламжлалт бус сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүд.

Дэлхийн бага зэргийн дулаанТөрөл бүрийн барилга байгууламжид олон янзаар ашиглаж болно: халаалт, халуун ус хангамж, агааржуулалт (хөргөх), өвлийн улиралд халаалтын зам, мөсжилтөөс урьдчилан сэргийлэх, задгай цэнгэлдэх хүрээлэнгийн талбайг халаах гэх мэт. Англи хэлээр- хэлний техникийн уран зохиол, ийм систем "GHP" гэж тодорхойлсон - "Геотермал дулааны насос", газрын дулааны насосууд.

АНУ, Канадтай хамт дэлхийн бага дулааныг ашиглах гол бүс нутаг болох Төв ба Хойд Европын орнуудын цаг уурын онцлог нь халаалтын хэрэгцээг голчлон тодорхойлдог; дотор хүртэл агаар хөргөнө зуны улиралхарьцангуй ховор шаардагддаг. Тиймээс АНУ-аас ялгаатай нь дулааны насосуудЕвропын орнуудад тэд ихэвчлэн халаалтын горимд ажилладаг. АНУ-Д дулааны насосуудсистемд илүү өргөн хэрэглэгддэг агаарын халаалт, агааржуулалттай хослуулсан бөгөөд энэ нь гаднах агаарыг халаах, хөргөх боломжийг олгодог. В Европын орнууд дулааны насосуудихэвчлэн халуун ус халаах системд ашиглагддаг. Үүний хэрээр дулааны насосны үр ашигууршуулагч ба конденсаторын температурын зөрүү буурах тусам нэмэгддэг; ихэвчлэн барилга байгууламжийг халаахад хөргөлтийн бодис харьцангуй бага температурт (35-40 oC) эргэлддэг шалны халаалтын системийг ашигладаг.

Олонхи дулааны насосуудЕвропт цахилгаан хөдөлгүүртэй компрессороор тоноглогдсон дэлхийн бага дулааныг ашиглах зориулалттай.

Сүүлийн 10 жилийн хугацаанд дэлхийн бага дулааныг барилга байгууламжийг халаах, хөргөхөд ашигладаг системийн тоо дулааны насосууд, ихээхэн нэмэгдсэн байна. Хамгийн олон тооны ийм системийг АНУ-д ашиглаж байна. Олон тооны ийм системүүд Канад болон төв ба хойд Европын орнуудад ажилладаг: Австри, Герман, Швед, Швейцарь. Швейцарь бол нэг хүнд ногдох дэлхийн дулааны эрчим хүчний хэрэглээгээрээ тэргүүлдэг. Орос улсад сүүлийн арван жилийн хугацаанд технологийн дагуу, энэ чиглэлээр мэргэшсэн INSOLAR-INVEST ХК-ийн оролцоотойгоор цөөхөн хэдэн объект баригдсанаас хамгийн сонирхолтой нь танилцуулагдсан болно.

Москвад Никулино-2 бичил хороололд анх удаа баригдсан дулааны насос халуун усны системолон давхар орон сууцны барилга. Энэхүү төслийг 1998-2002 онд ОХУ-ын Батлан ​​хамгаалах яам Москва хотын Засгийн газар, ОХУ-ын Аж үйлдвэр, шинжлэх ухааны яам, БЦГ-ын "АВОК" нийгэмлэгтэй хамтран, "Москвагийн эрчим хүч хэмнэх урт хугацааны хөтөлбөр".

Дэлхийн гадаргын давхаргын хөрсний дулаан, түүнчлэн зайлуулсан агааржуулалтын агаарын дулааныг дулааны насосны ууршуулагчийн дулааны энергийн бага боломжит эх үүсвэр болгон ашигладаг. Халуун ус цэвэрлэх байгууламж нь барилгын подвалд байрладаг. Үүнд дараахь үндсэн элементүүд орно.

• уурын шахалтын дулааны насосны нэгж (HPU);
• халуун ус хадгалах сав;
• хөрсний бага зэрэглэлийн дулааны энерги, зайлуулсан агааржуулалтын агаарын бага зэрэглэлийн дулааныг цуглуулах систем;
• эргэлтийн насос, багаж хэрэгсэл

Бага потенциалтай хөрсний дулааныг цуглуулах системийн дулаан солилцооны гол элемент нь барилгын периметрийн дагуу гадна талд байрлах босоо коаксиаль дулаан солилцуур юм. Эдгээр дулаан солилцогч нь байшингийн ойролцоо байрлуулсан тус бүр нь 32-35 м-ийн гүнтэй 8 худаг юм. Ашиглах дулааны насосны ажлын горимоос хойш дэлхийн дулаанмөн зайлуулсан агаарын дулаан тогтмол, халуун усны хэрэглээ хувьсах, халуун ус хангамжийн систем нь хадгалах саваар тоноглогдсон.

Дулааны насос ашиглан дэлхийн бага зэрэглэлийн дулааны энергийг ашиглах дэлхийн түвшинг үнэлэх өгөгдлийг хүснэгтэд үзүүлэв.

Хүснэгт 1. Дулааны насосоор дэлхийн бага зэрэглэлийн дулааны энергийг ашиглах дэлхийн түвшин

Дулааны энергийн эх үүсвэр болох хөрс

Бага потенциалтай дулааны энергийн эх үүсвэр болгон харьцангуй бага температуртай гүний ус эсвэл дэлхийн гадаргуугийн (400 м хүртэл гүн) давхаргын хөрсийг ашиглаж болно.... Хөрсний массын дулааны агууламж ерөнхийдөө өндөр байдаг. Дэлхийн гадаргын давхаргын хөрсний дулааны горим нь хоёр үндсэн хүчин зүйлийн нөлөөн дор үүсдэг - гадаргуу дээр унах нарны цацраг, дэлхийн дотоод хэсгээс радиоген дулааны урсгал.... Нарны цацрагийн эрчим, гаднах агаарын температурын улирлын болон өдөр тутмын өөрчлөлт нь хөрсний дээд давхаргын температурын хэлбэлзлийг үүсгэдэг. Гаднах агаарын температурын өдөр тутмын хэлбэлзлийн нэвтрэлтийн гүн, нарны цацрагийн эрч хүч нь хөрс, цаг уурын онцлогоос хамааран хэдэн арван см-ээс нэг хагас метр хооронд хэлбэлздэг. Гаднах агаарын температурын улирлын хэлбэлзэл, нарны цацрагийн эрчмийг нэвтрүүлэх гүн нь дүрмээр бол 15-20 м-ээс хэтрэхгүй байна.

Энэ гүнээс доош байрлах хөрсний давхаргын температурын горим ("төвийг сахисан бүс") нь дэлхийн гүнээс гарч буй дулааны энергийн нөлөөн дор үүсдэг бөгөөд энэ нь улирлын шинж чанартай, тэр ч байтугай өдөр тутмын параметрүүдийн өөрчлөлтөөс бараг хамаардаггүй. гадаад уур амьсгал (Зураг 1).

Цагаан будаа. 1. Гүнээс хамаарч хөрсний температурын өөрчлөлтийн график

Гүн нэмэгдэхийн хэрээр хөрсний температур газрын гүний дулааны градиентийн дагуу нэмэгддэг (100 м тутамд ойролцоогоор 3 градус). Дэлхийн дотоод хэсгээс ирж буй радиоген дулааны урсгалын хэмжээ өөр өөр газар нутагт өөр өөр байдаг. Төв Европын хувьд энэ утга нь 0.05-0.12 Вт / м2 байна.

Ашиглалтын хугацаанд хөрсний бага потенциалтай дулааныг (дулаан цуглуулах систем) хуримтлуулах системийн газрын дулаан солилцуурын хоолойн бүртгэлийн дулааны нөлөөллийн бүсэд байрлах хөрсний массын параметрүүдийн улирлын өөрчлөлтөөс шалтгаална. гадаад уур амьсгал, түүнчлэн дулаан цуглуулах систем дэх үйл ажиллагааны ачааллын нөлөөн дор дүрмээр бол олон удаа хөлдөж, гэсгээдэг. Энэ тохиолдолд хөрсний нүх сүв, ерөнхий тохиолдолд шингэн болон хатуу ба хийн фазын аль алинд нь агуулагдах чийгийн хуримтлалын төлөв байдал өөрчлөгддөг. Өөрөөр хэлбэл, дулаан цуглуулах системийн хөрсний массив нь ямар төлөвт байгаагаас үл хамааран (хөлдөөсөн эсвэл гэссэн) гурван фазын цогц полидисперсийн гетероген систем бөгөөд араг яс нь асар их хэмжээний хатуу хэсгүүдээс бүрддэг. янз бүрийн хэлбэр, хэмжээтэй байх ба тэдгээр нь хөдөлгөөнт үе шатанд бөөмсүүд хоорондоо нягт холбогдсон эсвэл бие биенээсээ бодисоор тусгаарлагдсан эсэхээс хамааран хатуу болон хөдөлгөөнт байж болно. Хатуу бодисын хоорондох зайг давсны чийг, хий, уур, мөс эсвэл хоёуланг нь дүүргэж болно. Ийм олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системийн дулааны горимыг бүрдүүлдэг дулаан ба масс дамжуулах процессыг загварчлах нь маш хэцүү ажил бөгөөд учир нь тэдгээрийг хэрэгжүүлэх янз бүрийн механизмыг харгалзан үзэх, математикийн тодорхойлолтыг шаарддаг: бие даасан бөөмс дэх дулаан дамжуулалт, нэг бөөмсөөс дулаан дамжуулах бусадтай харилцах явцад, бөөмс хоорондын зайг дүүргэх орчин дахь молекулын дулаан дамжуулалт, нүх сүв дэх уур, чийгийн конвекц гэх мэт.

Хөрсний массивын чийгийн агууламж, түүний нүх сүв дэх чийгийн шилжилтийн нөлөөлөл нь бага потенциалтай дулааны энергийн эх үүсвэр болох хөрсний шинж чанарыг тодорхойлдог дулааны процесст онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй.

Дулаан цуглуулах системийн хөрсний масс болох капилляр-сүвэрхэг системд нүх сүвний орон зайд чийг байгаа нь дулааны тархалтын процесст мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг. Өнөөдөр энэхүү нөлөөллийг зөв тооцоолох нь ихээхэн бэрхшээлтэй холбоотой бөгөөд энэ нь системийн тодорхой бүтцэд чийгийн хатуу, шингэн, хийн фазын тархалтын шинж чанарын талаархи тодорхой санаа байхгүйтэй холбоотой юм. Өнөөг хүртэл чийгийг араг ясны тоосонцортой холбох хүчний шинж чанар, чийгийн янз бүрийн үе шатанд чийгийг материалтай холбох хэлбэрүүдийн хамаарал, нүх сүв дэх чийгийн хөдөлгөөний механизмыг тодруулаагүй байна. .

Хөрсний массивын зузаан дахь температурын градиент байгаа тохиолдолд уурын молекулууд температурын бууралттай газар руу шилждэг боловч таталцлын хүчний нөлөөн дор чийгийн эсрэг чиглэсэн урсгал шингэн үе шатанд явагддаг. . Үүнээс гадна чийг нь хөрсний дээд давхаргын температурын горимд нөлөөлдөг. атмосферийн хур тунадастүүнчлэн гүний ус.

Нөлөөллийн дор үүссэн гол хүчин зүйлүүд температурын горимБага потенциалтай хөрсний дулааныг цуглуулах системийн хөрсний массивыг Зураг дээр үзүүлэв. 2.

Цагаан будаа. 2. Хөрсний температурын горимын нөлөөгөөр үүсэх хүчин зүйлүүд

Дэлхийн бага потенциалтай дулааны энергийг ашиглах системийн төрлүүд

Газрын дулаан солилцогчийг холбодог дулааны насосны төхөөрөмжхөрсний массивтай. Газрын дулаан солилцогчийг дэлхийн дулааныг "олборлох"-оос гадна газрын массад дулаан (эсвэл хүйтэн) хуримтлуулахад ашиглаж болно.

Ерөнхийдөө дэлхийн бага потенциалтай дулааны энергийг ашиглах хоёр төрлийн системийг ялгаж салгаж болно.:

• нээлттэй системүүд:дулааны насос руу шууд нийлүүлдэг гүний усыг бага зэрэглэлийн дулааны эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг;
• хаалттай системүүд:дулаан солилцуур нь хөрсний массад байрладаг; Газрын гадаргуутай харьцангуй бага температуртай хөргөлтийн бодис эргэлдэж байх үед дулааны энерги нь газраас "авж" ууршуулагч руу шилждэг. дулааны насос(эсвэл газартай харьцуулахад өндөр температуртай дулаан зөөгчийг ашиглах үед түүний хөргөлт).

Нээлттэй системийн дийлэнх хэсэг нь гүний усыг уст давхаргаас олборлож, усыг буцаан ижил давхарга руу буцаан авдаг цооног юм. Үүний тулд ихэвчлэн хосолсон худгийг зохион байгуулдаг. Ийм системийн диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 3.

Цагаан будаа. 3. Газар доорх усны бага потенциалтай дулааны энергийг ашиглах нээлттэй системийн схем

Нээлттэй системийн давуу тал нь харьцангуй бага зардлаар их хэмжээний дулааны энерги авах чадвар юм. Гэсэн хэдий ч худаг нь засвар үйлчилгээ шаарддаг. Үүнээс гадна ийм системийг ашиглах нь бүх газарт боломжгүй юм. Хөрс, гүний усанд тавигдах үндсэн шаардлага нь дараах байдалтай байна.

• усны нөөцийг нөхөх боломжийг олгодог хөрсний хангалттай ус нэвтрүүлэх чадвар;
• сайн химийн найрлагагазрын доорхи усны түвшин (жишээлбэл, төмрийн агууламж багатай), хоолойн ханан дээр хуримтлал үүсгэх, зэврэлтээс зайлсхийх.

Нээлттэй системийг ихэвчлэн том барилгуудыг халаах, хөргөхөд ашигладаг. Дэлхийн хамгийн том газрын гүний дулааны насосны системгүний усыг бага агуулгатай дулааны эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг. Энэхүү систем нь АНУ-ын Кентакки мужийн Луисвилл хотод байрладаг. Уг системийг зочид буудал-оффисын цогцолборын дулаан, хүйтэн хангамжид ашигладаг; түүний хүчин чадал нь ойролцоогоор 10 МВт.

Заримдаа дэлхийн дулааныг ашигладаг системд байгалийн болон хиймэл ил задгай усан сангаас бага зэрэглэлийн дулааныг ашиглах системийг багтаадаг. Энэ аргыг ялангуяа АНУ-д нэвтрүүлсэн. Усан сангаас бага зэрэглэлийн дулааныг ашигладаг системийг газрын доорхи уснаас бага агуулгатай дулааныг ашигладаг системийг нээлттэй систем гэж ангилдаг.

Хаалттай системүүд нь эргээд хэвтээ ба босоо гэж хуваагддаг.

Хэвтээ газрын дулаан солилцуур(Англи хэл дээрх уран зохиолд "газрын дулаан цуглуулагч", "хэвтээ гогцоо" гэсэн нэр томъёог бас ашигладаг) байшингийн хажууд ихэвчлэн гүехэн гүнд (гэхдээ өвлийн улиралд хөлдөлтөөс доогуур) байрладаг. Хэвтээ газрын дулаан солилцуурыг ашиглах нь талбайн хэмжээгээр хязгаарлагддаг.

Баруун болон Төв Европын орнуудад хэвтээ газрын дулаан солилцуур нь ихэвчлэн тусдаа хоолой, харьцангуй нягт тавигдаж, цуваа эсвэл зэрэгцээ холбогдсон байдаг (Зураг 4а, 4б). Талбайн талбайг хэмнэхийн тулд сайжруулсан төрлийн дулаан солилцогчийг боловсруулсан, жишээлбэл, хэвтээ эсвэл босоо байрлалтай спираль хэлбэртэй дулаан солилцуур (Зураг 4e, 4f). Энэ төрлийн дулаан солилцуур нь АНУ-д түгээмэл байдаг.

Цагаан будаа. 4. Хэвтээ газрын дулаан солилцуурын төрөл
a - цуваа холбосон хоолойгоор хийсэн дулаан солилцогч;
b - зэрэгцээ холбогдсон хоолойгоор хийсэн дулаан солилцуур;
в - суваг шуудуунд байрлуулсан хэвтээ коллектор;
d - гогцоо хэлбэртэй дулаан солилцуур;
e - спираль хэлбэртэй дулаан солилцогч, хэвтээ байрлалтай ("slinky" коллектор гэж нэрлэгддэг);
e - босоо байрлалтай спираль хэлбэртэй дулаан солилцогч

Хэрэв хэвтээ дулаан солилцогчтой системийг зөвхөн дулаан үйлдвэрлэхэд ашигладаг бол нарны цацрагийн нөлөөгөөр дэлхийн гадаргуугаас хангалттай хэмжээний дулааны оролт байгаа тохиолдолд л хэвийн ажиллах боломжтой. Энэ шалтгааны улмаас дулаан солилцогч дээрх гадаргуу нь нарны гэрэлд өртөх ёстой.

Босоо газрын дулаан солилцуур(Англи хэл дээрх уран зохиолд "BHE" - "цооногийн дулаан солилцогч" гэсэн тэмдэглэгээг хүлээн зөвшөөрдөг) "төвийг сахисан бүс" -ээс (газараас 10-20 м) доор байрлах хөрсний массын бага потенциалтай дулааны энергийг ашиглах боломжийг олгодог. түвшин). Босоо газрын дулаан солилцуур бүхий системүүд нь том талбай шаарддаггүй бөгөөд гадаргуу дээр унах нарны цацрагийн эрчмээс хамаардаггүй. Босоо газрын дулаан солилцуур нь хуурай элс, хуурай хайрга гэх мэт дулаан дамжилтын чанар багатай хөрсөөс бусад бараг бүх төрлийн геологийн орчинд үр дүнтэй ажилладаг. Босоо газрын дулаан солилцуур бүхий системүүд маш өргөн тархсан.

Босоо газрын дулаан солилцуур бүхий дулааны насос суурилуулах замаар нэг айлын орон сууцны байшинг халаах, халуун усаар хангах схемийг Зураг дээр үзүүлэв. 5.

Цагаан будаа. 5. Босоо газрын дулаан солилцуур бүхий дулааны насос суурилуулах замаар нэг айлын орон сууцны барилгын халаалт, халуун ус хангамжийн схем.

Хөргөлтийн бодис нь 50-200 м-ийн гүнтэй босоо худагт байрлуулсан хоолойгоор (ихэвчлэн полиэтилен эсвэл полипропилен) эргэлддэг.Ихэвчлэн хоёр төрлийн босоо дулаан солилцогчийг ашигладаг (Зураг 6):

• Доод талд холбогдсон хоёр зэрэгцээ хоолой бүхий U хэлбэрийн дулаан солилцогч. Нэг худаг нь нэг эсвэл хоёр (ховор гурван) хос ийм хоолой агуулдаг. Энэхүү зохицуулалтын давуу тал нь үйлдвэрлэлийн харьцангуй бага зардал юм. Давхар U хэлбэрийн дулаан солилцуур нь Европт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг босоо газрын дулаан солилцуур юм.
• Коаксиаль (төвлөрсөн) дулаан солилцогч. Хамгийн энгийн коаксиаль дулаан солилцогч нь өөр өөр диаметртэй хоёр хоолойноос бүрдэнэ. Бага диаметртэй хоолой нь өөр хоолой дотор байрладаг. Коаксиаль дулаан солилцуур нь илүү төвөгтэй тохиргоотой байж болно.

Цагаан будаа. 6. Хэсэг янз бүрийн төрөлбосоо газрын дулаан солилцуур

Дулаан солилцооны үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд цооногийн хана ба хоолойн хоорондох зайг тусгай дулаан дамжуулагч материалаар дүүргэдэг.

Барилга байгууламжийг халаах, хөргөхөд газрын босоо дулаан солилцуур бүхий системийг ашиглаж болно өөр өөр хэмжээтэй... Жижиг барилгын хувьд нэг дулаан солилцуур хангалттай; том барилгуудын хувьд босоо дулаан солилцуур бүхий бүхэл бүтэн бүлэг худаг суурилуулах шаардлагатай байж болно. Дэлхийн хамгийн олон тооны худгийг АНУ-ын Нью Жерси муж дахь Ричард Стоктон коллежийн халаалт, хөргөлтийн системд ашигладаг. Тус коллежийн босоо тэнхлэгийн газрын дулаан солилцуурууд нь 130 м гүнтэй 400 цооногт байрладаг.Европт хамгийн олон цооногийг (70 м гүнтэй 154 цооног) Германы Агаарын хөдөлгөөний албаны төв оффисын халаалт, хөргөлтийн системд (Deutsche) ашигладаг. Flug-sicherung).

Босоо хаалттай системийн тодорхой тохиолдол бол барилгын байгууламжийг газрын дулаан солилцуур болгон ашиглах, жишээлбэл, цул шугам хоолой бүхий суурийн овоолго юм. Газрын дулаан солилцуурын гурван контур бүхий ийм овоолгын хэсгийг Зураг дээр үзүүлэв. 7.

Цагаан будаа. 7. Барилгын суурийн гадсанд суулгасан газрын дулаан солилцуурын бүдүүвч ба ийм гадасны хөндлөн огтлол.

Газрын массив (босоо газрын дулаан солилцуурын хувьд) болон газрын дулаан солилцуур бүхий барилгын байгууламжийг зөвхөн эх үүсвэр төдийгүй дулааны энерги эсвэл "хүйтэн", жишээлбэл, нарны дулааны байгалийн хуримтлуулагч болгон ашиглаж болно. цацраг.

Нээлттэй, хаалттай гэж хоёрдмол утгагүй ангилах боломжгүй системүүд байдаг. Жишээлбэл, усаар дүүргэсэн нэг гүн (100-аас 450 м гүн) худаг нь үйлдвэрлэлийн болон шахах аль аль нь байж болно. Худагны голч нь ихэвчлэн 15 см байдаг Худагны доод хэсэгт насосыг байрлуулж, түүгээр дамжуулан худгаас усыг дулааны насосны ууршуулагч руу нийлүүлдэг. Буцах ус нь нэг худгийн усны баганын дээд хэсэгт буцаж ирдэг. Гүний усаар худгийг байнга дүүргэж байдаг бөгөөд нээлттэй систем нь хаалттай шиг ажилладаг. Англи хэл дээрх уран зохиолын ийм төрлийн системийг "зогсоох баганын худгийн систем" гэж нэрлэдэг (Зураг 8).

Цагаан будаа. 8. "Босоо баганын худгийн" схем

Ихэвчлэн ийм төрлийн худгийг барилга байгууламжийг ундны усаар хангахад ашигладаг.... Гэсэн хэдий ч ийм систем нь зөвхөн худгийг байнга усаар дүүргэх хөрсөнд үр дүнтэй ажиллах боломжтой бөгөөд энэ нь хөлдөхөөс сэргийлдэг. Хэрэв уст давхарга хэт гүн байвал системийн хэвийн үйл ажиллагаанд хүчирхэг шахуурга шаардагдах бөгөөд энэ нь эрчим хүчний хэрэглээг нэмэгдүүлэх шаардлагатай болно. Худагны том гүн нь ийм системийн нэлээд өндөр өртөгийг тодорхойлдог тул жижиг барилгуудын дулаан, хөргөлтийн хангамжид ашиглагддаггүй. Дэлхий дээр одоо АНУ, Герман, Европт хэд хэдэн ийм систем бий.

Ирээдүйтэй чиглэлүүдийн нэг бол уурхай, хонгилын усыг бага агуулгатай дулааны эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглах явдал юм. Энэ усны температур жилийн туршид тогтмол байдаг. Уурхай, хонгилын ус нь бэлэн байдаг.

Дэлхийн бага зэрэглэлийн дулааныг ашиглах системийн "тогтвортой байдал"

Газрын дулаан солилцогчийг ажиллуулах явцад халаалтын улиралд газрын дулаан солилцуурын ойролцоох хөрсний температур буурч, зуны улиралд газар анхны температур хүртэл дулаарах цаг гарахгүй байх нөхцөл байдал үүсч болно. температурын потенциал буурна. Дараагийн халаалтын улиралд эрчим хүчний хэрэглээ нь газрын температурыг улам бүр бууруулж, түүний температурын чадавхийг улам бүр бууруулдаг. Энэ нь системийн дизайныг шаарддаг дэлхийн бага зэрэглэлийн дулааныг ашиглахИйм системийн "тогтвортой байдлын" асуудлыг авч үзье. Ихэнхдээ эрчим хүчний нөөцийг тоног төхөөрөмжийн нөхөн төлбөрийг багасгахын тулд маш эрчимтэй ашигладаг бөгөөд энэ нь хурдан шавхагдахад хүргэдэг. Тиймээс эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглах боломжтой эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг ийм түвшинд байлгах шаардлагатай байна. урт хугацаа... Системийн дулааны үйлдвэрлэлийн шаардлагатай түвшинг удаан хугацаанд хадгалах чадварыг "тогтвортой байдал" гэж нэрлэдэг. Бага агуулгатай системүүдийн хувьд дэлхийн дулаанТогтвортой байдлын дараах тодорхойлолтыг өгсөн: "Дэлхийн бага зэрэглэлийн дулааныг ашиглах систем бүрийн хувьд, энэ системийн ажиллах горим бүрийн хувьд эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн тодорхой дээд түвшин байдаг; Энэ түвшнээс доогуур эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг удаан хугацаанд (100-300 жил) хадгалах боломжтой.

-д явуулсан INSOLAR-INVEST OJSCХалаалтын улирлын эцэс гэхэд хөрсний массаас дулааны эрчим хүчний зарцуулалт нь дулаан цуглуулах системийн хоолойн бүртгэлийн ойролцоох хөрсний температур буурахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь хөрс, цаг уурын ихэнх нөхцөлд ОХУ-ын нутаг дэвсгэрийн хувьд жилийн зуны улиралд нөхөн олговор олгох цаг байхгүй бөгөөд дараагийн халаалтын улирлын эхэн үед хөрсний температур буурах боломжтой байдаг. Дараагийн халаалтын улиралд дулааны эрчим хүчний хэрэглээ нь хөрсний температурыг улам бүр бууруулахад хүргэдэг бөгөөд халаалтын гурав дахь улирлын эхэн үед түүний температурын боломж нь байгалийнхаас илүү ялгаатай байдаг. гэх мэт. Гэсэн хэдий ч дулаан цуглуулах системийн урт хугацааны үйл ажиллагааны дулааны нөлөөллийн дугтуй нь хөрсний байгалийн температурын горимд илт экспоненциал шинж чанартай байдаг бөгөөд ашиглалтын тав дахь жилдээ хөрс нь шинэ горимд шилждэг. үе үе, өөрөөр хэлбэл ашиглалтын тав дахь жилээс эхлэн хөрсний массивын дулаан цуглуулах системээс дулааны энергийн урт хугацааны хэрэглээ нь түүний температурын үе үе өөрчлөгдөхөд дагалддаг. Тиймээс дизайн хийхдээ дулааны насосны дулаан хангамжийн системДулаан хуримтлуулах системийн урт хугацааны ашиглалтын улмаас хөрсний массивын температурын уналтыг тооцож, ТСТ ашиглалтын 5 дахь жилдээ хүлээгдэж буй хөрсний массивын температурыг тооцооны үзүүлэлт болгон ашиглах шаардлагатай гэж үзэж байна. .

Хосолсон системддулаан, хүйтэн хангамжийн аль алинд нь дулааны балансыг "автоматаар" тохируулдаг: өвлийн улиралд (дулаан хангамж шаардлагатай) хөрсний массыг хөргөнө, зуны улиралд (хүйтэн хангамж шаардлагатай) - хөрсний массыг халаана. Газрын доорхи усны бага зэрэглэлийн дулааныг ашигладаг системүүд нь газрын гадаргаас нэвчиж буй ус, газрын гүн давхаргаас уснаас усны нөөцийг байнга нөхөж байдаг. Тиймээс газрын доорхи усны дулааны агууламж "дээрээс" нэмэгддэг (дулааны улмаас атмосферийн агаар), болон "доороос" (Дэлхийн халуунаас болж); "дээрээс" ба "доороос" дулааны оролтын хэмжээ нь уст давхаргын зузаан ба гүнээс хамаарна. Эдгээр дулааны орцын улмаас газрын доорх усны температур улирлын туршид тогтмол хэвээр байх ба ашиглалтын явцад бага зэрэг өөрчлөгддөг.

Босоо газрын дулаан солилцуур бүхий системд нөхцөл байдал өөр байна.Дулааныг зайлуулах үед газрын дулаан солилцооны эргэн тойрон дахь хөрсний температур буурдаг. Температурын бууралт нь дулааны солилцооны дизайны онцлог, түүний ажиллах горим хоёуланд нь нөлөөлдөг. Жишээлбэл, дулааны энергийн өндөр утгыг зайлуулсан системд (дулаан солилцуурын уртын метр тутамд хэдэн арван ватт) эсвэл дулаан дамжуулалт багатай хөрсөнд (жишээлбэл, хуурай элс эсвэл хуурай газарт) байрладаг газрын дулаан солилцууртай системд. хайрга), температурын уналт нь ялангуяа мэдэгдэхүйц байх бөгөөд хөрсний дулаан солилцооны эргэн тойронд хөрсний массыг хөлдөхөд хүргэдэг.

Германы мэргэжилтнүүд Майн Франкфуртын ойролцоо байрлах 50 м-ийн гүнтэй босоо хөрсний дулаан солилцуур байрлуулсан хөрсний массивын температурыг хэмжжээ. Үүний тулд үндсэн худгийн эргэн тойронд 2.5, 5, 10 м-ийн зайд ижил гүнтэй 9 худгийг өрөмдсөн. Бүх арван худагт температурыг хэмжихийн тулд 2 м тутамд мэдрэгч суурилуулсан - нийт 240 мэдрэгч. Зураг дээр. 9-д эхний халаалтын улирлын эхэн ба төгсгөлд босоо хөрсний дулаан солилцуур орчмын хөрсний масс дахь температурын тархалтыг харуулсан диаграммуудыг үзүүлэв. Халаалтын улирлын төгсгөлд дулааны солилцооны эргэн тойронд хөрсний массын температур буурах нь тодорхой харагдаж байна. Хүрээлэн буй хөрсний массаас дулаан солилцогч руу чиглэсэн дулааны урсгал байдаг бөгөөд энэ нь дулааны "олборлолт" -оос үүссэн хөрсний температурын бууралтыг хэсэгчлэн нөхдөг. Энэ урсгалын хэмжээ нь тухайн газар нутагт (80-100 мВт / м2) дэлхийн доторх дулааны урсгалын хэмжээтэй харьцуулахад нэлээд өндөр (квадрат метр тутамд хэдэн ватт) гэж тооцоолсон.

Цагаан будаа. 9. Халаалтын эхний улирлын эхэн ба төгсгөлд босоо хөрсний дулаан солилцуур орчмын хөрсний масс дахь температурын хуваарилалтын схемүүд.

15-20 жилийн өмнө босоо дулаан солилцогчийг харьцангуй өргөнөөр ашиглаж эхэлснээс хойш энэ төрлийн дулаан солилцуур бүхий системийн урт (хэдэн арван жил) ашиглалтын хугацаанд олж авсан туршилтын мэдээлэл дэлхий даяар хомс байна. . Эдгээр системүүдийн тогтвортой байдал, урт хугацааны ашиглалтын найдвартай байдлын талаар асуулт гарч ирдэг. Дэлхийн бага агуулгатай дулаан нь сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр мөн үү? Энэ эх сурвалжийн "шинэчлэх" хугацаа хэд вэ?

Ярославль мужид хөдөөгийн сургуулийг ажиллуулахдаа тоноглогдсон дулааны насосны систембосоо хөрсний дулаан солилцогчийг ашигласнаар тодорхой дулааны гаралтын дундаж утгууд 120-190 Вт / шугаман түвшинд байв. м дулаан солилцуурын урт.

1986 оноос хойш Швейцарийн Цюрих хотын ойролцоох босоо газрын дулаан солилцуур бүхий системийн судалгааг хийж байна. Хөрсний массивын гүнд 105 м-ийн гүнтэй коаксиаль төрлийн босоо хөрсний дулаан солилцуур суурилуулсан бөгөөд энэ дулаан солилцогчийг нэг айлын орон сууцны дулааны насосны системд бага зэрэглэлийн дулааны эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигласан. Босоо газрын дулаан солилцогч нь нэг метр урттай ойролцоогоор 70 ватт оргил хүчийг өгсөн бөгөөд энэ нь хүрээлэн буй хөрсний массад ихээхэн дулааны ачааллыг бий болгосон. Жилийн дулааны үйлдвэрлэл 13 МВт цаг орчим байдаг

Үндсэн худгаас 0.5 ба 1 м-ийн зайд хоёр нэмэлт худаг өрөмдөж, 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85, 105 м-ийн гүнд температур мэдрэгч суурилуулсан. дараа нь худгуудыг шавар цементийн хольцоор дүүргэсэн. Температурыг гучин минут тутамд хэмждэг. Хөрсний температураас гадна бусад үзүүлэлтүүдийг бүртгэсэн: хөргөлтийн хөдөлгөөний хурд, дулааны насосны компрессорын эрчим хүчний зарцуулалт, агаарын температур гэх мэт.

Анхны ажиглалтын хугацаа 1986-1991 он хүртэл үргэлжилсэн. Гадна агаарын дулаан, нарны цацрагийн нөлөөлөл хөрсний гадаргын давхаргад 15 м-ийн гүнд ажиглагдаж байгааг хэмжилтээр тогтоосон байна.Энэ түвшнээс доош хөрсний дулааны горим нь голчлон дулааны нөлөөгөөр үүсдэг. дэлхийн дотоод. Үйл ажиллагааны эхний 2-3 жилд хөрсний температурБосоо дулаан солилцуурыг тойрсон температур огцом буурсан боловч жил бүр температур буурч, хэдэн жилийн дараа дулаан солилцооны эргэн тойрон дахь хөрсний массын температур 1-2 хэмээр буурах үед систем тогтмол горимд шилжсэн. анхныхаас илүү.

1996 оны намар, системийг ажиллуулж эхэлснээс хойш арван жилийн дараа хэмжилтийг дахин эхлүүлэв. Эдгээр хэмжилтүүд нь хөрсний температур мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөөгүй болохыг харуулсан. Дараагийн жилүүдэд хөрсний температурын бага зэрэг хэлбэлзэл нь жилийн халаалтын ачааллаас хамааран 0.5 градус С-ийн хүрээнд бүртгэгдсэн. Ийнхүү систем ашиглалтад орсон эхний хэдэн жилийн дараа хагас суурин горимд хүрсэн.

Туршилтын мэдээлэлд үндэслэн хөрсний массад явагдаж буй үйл явцын математик загварыг бүтээсэн нь хөрсний массын температурын өөрчлөлтийн урт хугацааны урьдчилсан таамаглалыг гаргах боломжтой болсон.

Математик загварчлал нь жилийн температурын бууралт аажмаар буурч, температурын бууралтаас хамааран дулаан солилцуурын эргэн тойрон дахь хөрсний массын хэмжээ жил бүр нэмэгдэх болно. Ашиглалтын хугацаа дууссаны дараа нөхөн сэргээх үйл явц эхэлдэг: хөрсний температур нэмэгдэж эхэлдэг. Нөхөн сэргээх үйл явцын шинж чанар нь дулааныг "олборлох" үйл явцын шинж чанартай төстэй: ашиглалтын эхний жилүүдэд хөрсний температур огцом нэмэгдэж, дараагийн жилүүдэд өсөлтийн хурдац ажиглагдаж байна. температур буурдаг. "Нөхөн сэргээх" хугацааны үргэлжлэх хугацаа нь үйл ажиллагааны хугацаанаас хамаарна. Энэ хоёр үе ойролцоогоор ижил байна. Энэ тохиолдолд газрын дулаан солилцооны ашиглалтын хугацаа гучин жил байсан бөгөөд "нөхөн сэргээх" хугацааг мөн гучин жил гэж тооцдог.

Тиймээс дэлхийн бага дулааныг ашигладаг барилга байгууламжийг халаах, хөргөх систем нь хаана ч ашиглах боломжтой эрчим хүчний найдвартай эх үүсвэр юм. Энэ эх үүсвэрийг хангалттай удаан хугацаанд ашиглах боломжтой бөгөөд ашиглалтын хугацааны төгсгөлд шинэчлэгдэж болно.

Уран зохиол

1. Rybach L. Европ болон дэлхий даяар газрын гүний дулааны насосны (GHP) байдал, хэтийн төлөв; GHP-ийн тогтвортой байдлын талууд. Газрын гүний дулааны насосны олон улсын курс, 2002 он

2. Васильев Г.П., Крундышев Н.С. Ярославль мужийн эрчим хүчний хэмнэлттэй хөдөөгийн сургууль. AVOK №5, 2002

3. Саннер Б. Дулааны насосны дулааны эх үүсвэр (ангилал, шинж чанар, давуу тал). 2002

4. Rybach L. Европ болон дэлхий даяар газрын гүний дулааны насосны (GHP) төлөв байдал, хэтийн төлөв; GHP-ийн тогтвортой байдлын талууд. Газрын гүний дулааны насосны олон улсын курс, 2002 он

5. ORKUSTOFNUN Ажлын хэсэг, Исланд (2001): Газрын гүний дулааны эрчим хүчний тогтвортой үйлдвэрлэл - санал болгож буй тодорхойлолт. IGA News дугаар. 43, 2001 оны 1-3-р сар, 1-2

6. Rybach L., Sanner B. Газрын дулааны насосны систем - Европын туршлага. GeoHeat- Төв Бух. 2000 оны 21/1

7. Хүйтэн цаг агаарт орон сууцны дулааны насос ашиглан эрчим хүч хэмнэх. Макси товхимол 08. CADDET, 1997

8. Аткинсон Шефер Л. Нэг даралт шингээх дулааны насосны шинжилгээ. Эрдмийн факультетэд танилцуулсан диссертаци. Жоржиа технологийн дээд сургууль, 2000 он

9. Морли Т. Урвуу дулааны хөдөлгүүр нь барилга байгууламжийг халаах хэрэгсэл, Инженер 133: 1922

10. Fearon J. Дулааны насосны түүх, хөгжил, хөргөлт, агааржуулалт. 1978 он

11. Васильев Г.П. Дулааны насосны халаалтын систем бүхий эрчим хүчний хэмнэлттэй барилгууд. "Орон сууц, нийтийн аж ахуй" сэтгүүл, 2002 оны №12

12. Хоёрдогч эрчим хүчний нөөц ба уламжлалт бус сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглан дулааны насос ашиглах заавар. Москомаркхитектура. "NIATs" улсын нэгдсэн үйлдвэр, 2001 он

13. Москва дахь эрчим хүчний хэмнэлттэй орон сууцны барилга. AVOK №4, 1999 он

14. Васильев Г.П. Никулино-2 бичил хороолол дахь эрчим хүчний хэмнэлттэй туршилтын орон сууцны барилга. AVOK №4, 2002