31 Система геотермального теплоснабжения с тепловыми насосами.

система теплоснабжения, к-рая использует теплоту земных недр с помощью теплоносителей — горячей воды или пара. Геотермальное теплоснабжение применяют для отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и технологии. нужд предприятий, выработки электроэнергии. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы.В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Используя тепло пород земной коры, можно через скважины с помощью тепловых насосов закачивать вниз холодную воду (вместо воды может использоваться другой низкокипящий теплоноситель – фрион,хладон) а на выходе получать пар или горячую воду, которые затем используются как в быту, так и на производстве. Извлечение геотермальной энергии приповерхностного грунта с помощью мелких скважин (из-за небольшой глубины залегания) не требует значительных капиталовложений.

Преимущества геотермии Во-первых, никакого, по сравнению с нефтью и углем, вреда для окружающей среды, во-вторых, доступность в любое время года и при любой погоде. геотермальные установки используются не только для обогрева, но также и для охлаждения помещений в летнее время, при этом механизм работы таких систем как бы запускается в обратную сторону. Недостатками являются : минерализация пароводяной смеси, может содержать насыщенные газы(сероводород)и большое количество твердых частиц пыли, что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности.

Лидер в по производству геотермальной энергии – США (900 мВт),в России 21 мВт. Используют не только для электроэнергии, но и для теплоснабжения(Исландия).

Геотермальные ресурсы

1.Пароводородные смеси - с температурой на устье 200-300°С. Это идеальное сырье для выработки электроэнергии через обычную систему с турбинными генераторами. Геотермальные месторождения такого типа приурочены к зонам разлома земной коры.

2.Теплоэнергетические воды - с температурой на устье 80-120°С. Они могут использоваться для производства электроэнергии путем установки бинарных станций с легкокипящими газами замкнутого цикла. Такая технология позволяет использовать геотермальные ресурсы Земли сначала для получения электроэнергии, а затем - для обогрева и горячего водоснабжения.

3.Субтермальные воды - с температурой 40-70°С используются для обогрева и горячего водоснабжения с применением тепловых насосов.

Работа теплового насоса осуществляется в компрессионно-конденсаторном цикле. Теплоноситель (обычно вода) подается из земли или водоема в тепловой насос, где низко-потенциальное тепло Земли отбирается и передается по системе воздуховодов или трубопроводов к потребителю. В качестве низкопотенциального источника тепловой энергии может быть использовано тепло наружный воздух; тепло грунтовых, артезианских и термальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов.

Одноконтурные ГеоТЭС.

1 – эксплуатационная скважина,2- обратная скважина,3 – насос накачивающий ж-ть в пласт,4 – сет. Подогрвеватель, 5 – сепаратор пара,6 – насос подогревателя,7 – турбина, 8 – генератор, 9 – конденсатор,10 – цирк. Насос,запит. хол. Воду.

N = η_tη_oη_эd(h₁-h₂); η_t – термич. Кпд цикла, η_o – относит внутр кпд турбины, η_э – электр кпд турбогенератора, d – массовый расход пара, h - энтальпияη = _оэ; η= 50%