Альтернативная энергетика Гидротермальные системы Закрытые системы геотермального теплоснабжения Мини-теплоэлектростанция на отходах. Энергия морских течений Водородная экономика

Альтернативная энергетика

Закрытые системы геотермального теплоснабжения

Закрытые геотермальные системы, обеспечивающие только горячее водоснабжение. В зависимости от расположения места сброса и источника питьевой воды могут быть использованы три вида схемного решения.

Схема (рис. 2.6.). Геотермальная вода подается в теплообменник ЦТПГ, расположенный вблизи термоводозабора, после чего сбрасывается или закачивается в пласт через скважину обратной закачки. Вода из источника питьевой воды (например, холодной артезианской скважины) нагревается в теплообменнике, транспортируется до потребителя и там разбирается на горячее водоснабжение. Суточная неравномерность водопотребления уравнивается с помощью бака–аккумулятора. Распределительная сеть выполняется однотрубной. Недостатком является отсутствие циркуляции теплоносителя в период отсутствия водоразбора.

Рис. 2.6. Однотрубная закрытая геотермальная система

горячего водоснабжения:

На рисунке обозначено: 1 – геотермальные скважины термоводозабора; 2 – сборный бак–аккумулятор геотермальной воды; 3 – однотрубная транзитная теплотрасса; 4 – сетевой теплообменник; 5 – сетевые насосы;  6 – водоразборный кран; 7 – двухтрубная распределительная теплосеть; 8 – сбросная теплосеть; 9 – расширительный бак.

Схема (рис. 2.7). Применение этой схемы целесообразно при расположении места сброса отработанной геотермальной воды вблизи потребителя геотермальной теплоты. В соответствии со схемой геотермальный теплоноситель по однотрубной транзитной тепловой сети подается в теплообменник ЦТПГ (который расположен вблизи потребителя), после чего сбрасывается. Негеотермальный теплоноситель питьевого качества, циркулируя по двухтрубной распределительной сети, нагревается в теплообменнике ЦТПГ и подается на водоразбор. Подпитка осуществляется из водопровода; ввиду сравнительно большой протяженности тепловой сети, по которой транспортируется геотермальная вода, может быть рекомендована при отсутствии опасности интенсивной коррозии и солеотложения.

Рис. 2.7. Закрытая однотрубная геотермальная система теплоснабжения

с зависимым присоединением отопления

(распределительная сеть четырехтрубная)

На рисунке обозначено: 1 – геотермальные скважины; 2 – сборный бак–аккумулятор геотермальной воды; 3 – сетевой насос; 4 – однотрубная транзитная теплотрасса; 5 – теплообменник горячего водоснабжения; 6 – регулятор подпитки; 7 – отопительный прибор; 8 – водоразборный кран; 9 – расширительный бак

Закрытые геотермальные системы теплоснабжения, обеспечивающие отопление и горячее водоснабжение. Расположение места сброса вблизи потребителя, а также отсутствие повышенной коррозионной активности и солеотложения делает возможным создание системы с однотрубной транзитной тепловой сетью для транспортирования геотермальной воды до ЦТПГ, расположенного рядом с потребителем. После ЦТПГ геотермальная вода сбрасывается. Распределительная сеть после ЦТПГ, в зависимости от качества и температуры геотермального теплоносителя, может быть четырехтрубной с зависимым присоединением отопления (рис. 2.7), четырехтрубной с независимым присоединением отопления (рис. 2.8), либо с двухтрубной распределительной сетью и независимым присоединением отопления.

Рис. 2.8. Закрытая геотермальная система теплоснабжения с независимым

присоединением отопления

На рисунке обозначено: 1 – геотермальные скважины; 2 – сборный бак-аккумулятор; 3 – сетевой насос геотермальной воды; 4 – транзитная однотрубная теплосеть; 5 – транзитная сбросная теплосеть; 6 – водоподогреватель горячего водоснабжения; 7 – отопительный теплообменник; 8 – сетевой насос распределительной сети отопления; 9 – сетевой насос горячего водоснабжения; 10 – водоразборный кран; 11 – отопительный прибор; 12 – расширительный бак

В случае обратной закачки или возможности сброса вблизи термоводозабора применима схема (рис. 2.9). Здесь геотермальная вода поступает в ЦТПГ, расположенный вблизи термоводозабора, где отдает свою теплоту негеотермальному теплоносителю в теплообменных аппаратах, после чего закачивается в пласт или сбрасывается. Подготовленный негеотермальный теплоноситель транспортируется от потребителя до ЦТПГ и обратно по двухтрубной распределительной сети, имеющей транзитный участок. В данной схеме (как и у всех схем с расположением ЦТПГ вблизи термоводозабора) положительным фактором является малая протяженность трубопроводов тепловой сети, соприкасающихся с геотермальной водой.

Рис. 2.9. Закрытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения

На рисунке обозначено: 1 – геотермальные скважины термоводоза­бора; 2 – сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 – сетевой теплообменник; 4 – сетевой насос геотермальной воды; 5 – сетевой насос водопроводной воды; 6 – бак-аккумулятор водопроводной воды; 7 – регулятор подпитки; 8 – водоразборный кран ГВ; 9 – отопительный прибор

Заполнение теплоприемного контура производится из теплосети. Для детских дошкольных учреждений рекомендуется применять установку с двумя отборами проб воды разных температур (рис. 1.14): для кухни +50...+55 °С с дублированием нагрева в проточном электроводоподогревателе, для умывальников и душевых – +40 °С с возможностью автоматического переключения подачи воды из верхней или средней секции бака–аккумулятора и зависимости от их температуры.

Расчетные температуры в обратной магистрали теплосети составляют в зимний период 70, в летний -60 0С. Поэтому необходимо на выходе из поля солнечных модулей получить температуру теплоносителя до 80-85 0С. Обеспечить такие значения с помощью простых плоских солнечных коллекторов затруднительно даже с применением селективных покрытий теплоприемных панелей. В связи с этим принято решение использовать модули с параболоцилиндрическими концентраторами и вакуумированными трубчатыми приемниками солнечного излучения.

Проектирование систем геотермального теплоснабжения Теплота геотермальных вод может использоваться для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, кондиционирования воздуха. При проектировании систем геотермального теплоснабжения необходимо определить расчётную потребность в теплоте, а также учесть запасы геотермальных вод и их протезируемые ресурсы для заданного района.

Расчет и подбор отопительных приборов

Закрытые геотермальные системы теплоснабжения, обеспечивающие только отопление. При непитьевом качестве геотермального теплоносителя и отсутствии воды питьевого качества возможно применение систем теплоснабжения, обеспечивающих только отопление зданий и сооружений. Схема двухтрубной системы с зависимым присоединением отопления (рис. 2.10) применима при отсутствии угрозы интенсивной коррозии и солеотложения. Система обеспечивает только отопление.

Комплексные геотермальные системы теплоснабжения Комплексные геотермальные системы теплоснабжения могут осуществлять отопление и горячее водоснабжение гражданских, промышленных зданий и обеспечение технологических нужд производств (автомойки, прачечные и пр.), а также отопление теплиц; они способны обеспечить существенное повышение технико-экономических показателей термоводозаборов с одновременным достижением дополнительного социального эффекта.


Малая гидроэнергетика