Геотермальное теплоснабжение в Краснодарском крае | C.O.K. archive | 2019
В России пароводяные геотермальные месторождения, пригодные для выработки электрической энергии, находятся в основном на Камчатке и Курильских островах. В 11 регионах (Дагестан, Чечня, Краснодарский, Ставропольский края, Адыгея, Карачаево-Черкесия, Кабардино-Балкария, Камчатка, Сахалин, Чукотка и Магаданская область) разведаны 66 водяных геотермальных месторождений для теплоснабжения.
Из всех регионов России по запасам и добыче геотермальной воды для теплоснабжения Краснодарский край стоит на третьем месте. Потенциальная тепловая мощность 16 основных геотермальных месторождений региона составляет 250 МВт. Максимальная годовая добыча геотермальной воды была достигнута в 1985 году в объёме 8,5 млн м³ [4]. Самое крупное геотермальное месторождение Краснодарского края — Мостовское. Там было разбурено 17 скважин с потенциальной тепловой мощностью 45,24 МВт. Температура на устье скважин — 67–75°C, дебиты скважин — от 2000 до 2500 м³/сут.
с минерализацией 2 г/л.
В условиях падения устьевого давления скважин при эксплуатации месторождения без обратной закачки (реинжекции) в 1982 году по проекту д.т.н. В. А. Бутузова в посёлке Мостовском был построен геотермальный центральный тепловой пункт (ЦТП) мощностью 2 МВт. Схема ЦТП представлена на рис. 1, компоновка оборудования дана на рис. 2. В дегазаторе удалялись растворённые газы (метан, углекислота). Для сглаживания пиков водопотребления были установлены два бака вместимостью по 300 м³. Регулирование тепловой мощности производилось циклически: при срабатывании до определённой температуры геотермальная вода из системы сливалась и заполнялась горячей водой из скважин. В 1987 году впервые в Краснодарском крае на этом ЦТП были установлены два тепловых насоса мощностью 1 МВт, которые охлаждали сливную воду до 10°C.
В 2004 году ЗАО «Геотерм-М» (город Москва) под руководством д.т.н. Г. В. Томарова разработало проект геотермального теплоснабжения всех объектов Мостовского месторождения. На рис. 3 представлена концептуальная схема этого проекта. Его суммарная тепловая мощность могла составить 45 МВт, срок окупаемости — семь лет [5].
На Ново-Ярославском месторождении Мостовского района в 2005 году была построена геотермальная система теплоснабжения тепловой мощностью 4,7 МВт для отопления теплиц с использованием абсорбционных тепловых насосов для утилизации отработанной в теплицах геотермальной воды. На рис. 4 представлена принципиальная схема данной системы. Особенностью тепловой схемы являлось отсутствие пиковых котлов (температура геотермального теплоносителя 90°C). Мощность тепловых насосов — 1,2 МВт. Расчётный температурный график — 75–40°C. После теплиц геотермальный теплоноситель с температурой 40°C разделялся на две части: одна охлаждалась до 20°C и сливалась в пруд, вторая — догревалась до 75°C и направлялась в теплицы. Для предотвращения отложений в теплообменниках применена электромагнитная обработка геотермальной воды [6].
Состояние систем геотермального теплоснабжения в населённых пунктах Лабинского района за период эксплуатации с 1975 года было проанализировано на примере посёлка Розового с населением 1200 человек, где от двух геотермальных скважин отапливались десять многоквартирных домов, детский сад, двухэтажное административное здание, 200 одноквартирных домов и 3 га теплиц.
В скважине 3Т Вознесенского месторождения дебит уменьшился в 2,6 раза, динамическое давление — в 3,5 раза при неизменной минерализации и температуре на устье 100°C. Оборудование ЦТП не соответствовало температурным режимам теплопотребления, а тепловые сети, проложенные без теплоизоляции, прокорродировали и не обеспечивали требуемых гидравлических режимов эксплуатации. В итоге при понижении температуры наружного воздуха ниже −5°C температура в жилых домах уменьшалась до 10°C.
В 2011 году была выполнена реконструкция системы теплоснабжения посёлка Розового (рис. 5). На скважине 4Т был установлен бак разрыва струи и автоматизированная насосная станция. В ЦТП, построенном в центре посёлка, были установлены пластинчатые теплообменники для подключения систем отопления многоквартирных и одноквартирных домов по независимой схеме. Третьим мероприятием для восстановления упругой энергии геотермального пласта было сооружение на крыше здания ЦТП гелиоустановки с расчётной мощностью 115 кВт (144 м²) для горячего водоснабжения многоквартирных домов в летнее время, что позволило в межотопительный период вывести скважину 4Т из эксплуатации [7].
В геотермии различают глубинные (свыше 400 м) геотермальные системы теплоснабжения и поверхностные. В первых источником является магматическое тепло Земли, а во вторых, кроме названного, участвует аккумулированное поверхностными породами солнечное тепло.
В последние годы поверхностные системы геотермального теплоснабжения (СГТ) получили широкое применение.
Поверхностная СГТ с тепловыми насосами вида «вода-вода» и воздушной системой отопления (рис. 7) административного здания в 2007 году построена в Краснодаре. Расчётная отопительная нагрузка здания составляет 45 кВт, вентиляционная — 68 кВт. На участке земли, прилегающем к зданию, пробурено 16 геотермальных скважин глубиной 90 м. Каждая из них оборудована U-образной пластиковой трубой диаметром 32 мм. В подвесных потолках помещений смонтировано 16 тепловых насосов («вода-вода») и приточно-вентиляционные установки. Данная система в летнее время также полностью обеспечивает кондиционирование (охлаждение) помещений. Фактический срок окупаемости СГТ составил шесть лет. Двенадцатилетний период эксплуатации подтвердил проектные характеристики системы. При полном (без теплового дублёра) обеспечении отопления и кондиционирования здания из эксплуатации выведена только одна скважина.
Итак, на примере Краснодарского края показано, что имеется достаточно большой опыт разработки российских геотермальных систем теплоснабжения.
Геотермальная вентиляция — нагрев и охлаждение приточного воздуха
Наша планета — идеальный источник энергии для высокоэффективного нагрева и охлаждения воздуха в любом помещении. Геотермальная технология использует свойство грунта сохранять тепловую энергию, накопленную в летний период, ровно так же, как аккумулятор заряжается от электросети, питая впоследствии ваш ноутбук или смартфон. Данная технология идеально подходит для решения вентиляции, кондиционирования и отопления в пассивных домах и домах с нулевым потреблением энергии.
Используя передовые технологии, система использует накопленную энергию, чтобы обеспечить комфорт для вашего дома в течение всего года. Тепловая энергия собирается и передается через геотермальный контур — подземную трубопроводную систему. Благодаря этой передовой технологии, вы не только сэкономите деньги, но и достигнете небывалого уровня безопасности, тишины и комфорта.
В рассматриваемом нами случае геотермальный контур предназначается для предварительного нагрева или охлаждения приточного воздуха. Поскольку вентиляция является высоко затратной системой в части потребления энергии, то геотермальный контур практически бесплатно и круглый год обеспечивает требуемый порядок теплообмена.
Геотермальный теплообменник делится на два типа: воздушный и гликолевый (водяной).
Воздушный теплообменник представляет собой решетку или длинный прямой воздуховод из ПВХ трубы, проложенный в земле ниже глубины промерзания грунта. Воздух, проходя по трубе, нагревается или охлаждается от соприкосновения со стенками трубы.
К любой приточно-вытяжной установке производимой компанией TURKOV можно подключить опцию геотермального контура.
Приточно-вытяжная установка с геотермальным контуром в режиме нагрева работает по следующему алгоритму:
— автоматика геотермального контура контролирует температуру воздуха на улице (
t10) и внутри геотермального контура (t11).Если воздух в геотермальном контуре (t11) будет выше, чем на улице (t10), то автоматика откроет воздушный клапан геотермального контура (2), а воздушный клапан уличного воздуха закроется (1).
Если температура уличного воздуха (t10) будет выше геотермального (t11), то автоматика откроет воздушный клапан уличного воздуха (1), а воздушный клапан геотермального контура (2) закроется.
При переключении приточно-вытяжной установки в режим вентиляции (без нагрева и охлаждения) автоматика геотермального контура перестает контролировать температуры улицы и геотермального контура, и переводит воздушные заслонки в режим классической вентиляции.
При переключении автоматики приточно-вытяжной установки в режим кондиционирования автоматика начинает работать по следующему алгоритму. Если воздух в геотермальном контуре (t11) будет выше, чем на улице(t10), то автоматика откроет воздушный клапан уличного контура(1), а воздушный клапан геотермального воздуха закроется (2).
Если температура уличного воздуха (t10) будет выше геотермального (t11), то автоматика закроет воздушный клапан уличного воздуха (1), а воздушный клапан геотермального контура откроется (2).
Для более эффективного использования геотермального контура в режиме кондиционирования, приточно-вытяжную установку необходимо доработать линией байпаса, в противном случае часть холода будет рекуперироваться в вытяжной воздух. Алгоритм работы автоматики приточно-вытяжной установки в режиме кондиционирования следующий. При повышении температуры на датчике D5 (t5) выше уставки (на пульте управления) автоматика отключает приточный вентилятор внутри установки, включает внешний вентилятор (5) и открывает воздушный клапан (4). Обратный клапан (6) препятствует прохождению приточному воздуху через рекуператор. При работе приточно-вытяжной установки в режиме кондиционирования, автоматика геотермального контура самостоятельно определяет, через какой контур лучше забирать уличный воздух.
При достижении на датчике D5(t5) уставки (на пульте управления), автоматика включает приточный вентилятор внутри установки, выключает внешний вентилятор (5) и закрывает воздушный клапан(4). При работе приточно-вытяжной установки в режиме кондиционирования, автоматика геотермального контура самостоятельно определяет через какой контур лучше забирать уличный воздух.
Геотермальная система вентиляции и отопления — наилучшее решение для снижения затрат на эксплуатацию инженерных систем здания, плюс максимальный комфорт и повышенная надежность.
Поделиться в социальных сетях:
Компоненты геотермальной системы
Подробнее в этом разделе
- Контур заземления
Замкнутая система контура заземления состоит из ряда труб из полиэтилена высокой плотности, закопанных во дворе.
Теплоноситель, состоящий из антифриза и воды, находится внутри труб контура заземления. Этот жидкий теплоноситель отводит тепло (режим нагрева) или отдает тепло (режим охлаждения) земле, окружающей заземляющий контур. Трубы контура заземления переносят нагретую жидкость в печь теплового насоса в доме. - Блок печи с тепловым насосом
Система теплового насоса улучшает постоянство тепла, которое затем циркулирует по всему дому через распределительную систему. Блок печи с тепловым насосом обеспечивает как нагрев, так и охлаждение. - Распределительная система
В системе с принудительной подачей воздуха вентилятор в печи теплового насоса продувает воздух через фанкойл, и нагретый или охлажденный воздух распределяется по воздуховодам дома. В водяной системе горячая вода циркулирует через радиаторы или систему труб в полу для обеспечения тепла.
Дополнительное оборудование
- Пароохладитель
Геотермальные тепловые насосы могут включать в себя устройство, известное как пароохладитель, помогающее нагревать воду для бытовых нужд. Летом пароохладитель восстанавливает часть тепла, которое в противном случае направлялось бы в контур заземления для производства горячей воды. Зимой часть мощности теплового насоса может быть отвлечена от отопления помещений с той же целью. Пароохладители экономят примерно 25% затрат на нагрев воды для бытовых нужд. - Дополнительный/вспомогательный электрический нагреватель
Большинство геотермальных систем тепловых насосов спроектированы со встроенным в систему вспомогательным электрическим нагревателем сопротивления. Обычно этот вспомогательный электрический нагреватель устанавливается, чтобы позволить вашему подрядчику более оптимально подобрать размер системы геотермального теплового насоса для базовой отопительной нагрузки дома и позволить электрическому нагревателю помогать системе в течение нескольких самых холодных дней в году. Это обеспечивает аварийный резервный источник тепла, если есть какие-либо эксплуатационные проблемы с системой геотермального теплового насоса.
Конфигурации контура заземления
Ваш подрядчик порекомендует одну из этих 4 конструкций контура заземления.
Рекомендация будет основываться на: размере вашего дома и двора; проектные потери тепла вашего дома; почвенные условия; размеры оборудования; использование пароохладителя; требуемая температура теплоносителя на входе; наличие и качество подземных вод.
Горизонтальный замкнутый контур
Горизонтальный замкнутый контур.
Увеличить изображение: Миниатюра иллюстрации горизонтального замкнутого контура.
Подходит для:
- Сельские районы, где позволяет площадь; участки, где почву можно легко выкопать; для этих систем оптимальна земля с повышенной влажностью.
Соображения:
- Требует большей площади земли, чем любая другая петлевая система. Труба обычно закапывается в траншею глубиной от 2 до 3 метров в виде одной непрерывной петли или серии параллельных петель.
- Надлежащая конструкция имеет решающее значение, поскольку длина горизонтальной трубы может варьироваться от 91 и 914 метров трубы на тонну теплоотдачи.
- Сельская недвижимость площадью более 1 акра обычно лучше всего подходит для горизонтальной конфигурации.
- Не рекомендуется для сухих песков и гравия.
Конструкции горизонтального контура включают 1-, 2- и 4-трубные конфигурации, а также конфигурации гибкого змеевика. Наиболее распространены 2- и 4-трубные конфигурации.
Наверх
Вертикальный замкнутый контур
Вертикальный замкнутый контур.
Увеличить изображение: Миниатюра иллюстрации вертикального замкнутого контура.
Подходит для:
- Дома с ограниченной доступной земельной площадью или в которых другие конфигурации контура нерентабельны.
Соображения:
- Для вертикальных контуров требуется меньше футов трубопровода, чем для горизонтальных контуров, поскольку температура грунта более постоянна на глубине около 6 метров и более.
- Вертикальные скважины имеют диаметр от 13 до 18 сантиметров и обычно располагаются на расстоянии от 3 до 6 метров друг от друга.
- В скважину вставляется пара труб диаметром от 2 до 3 сантиметров, соединенных U-образным коленом на дне. Трубы в каждой скважине связаны вместе в траншее на 1-2 метра ниже уровня земли.
- Правильная конструкция имеет важное значение, поскольку длина трубы может варьироваться от 91 до 183 метров на тонну тепловой мощности.
- Ваш подрядчик может пробурить пробную скважину, чтобы определить состояние грунта и подтвердить длину контура и конструкцию перед установкой системы.
Наверх
Скважина к скважине или открытый контур
От скважины к скважине или без обратной связи.
Увеличить изображение: Миниатюра иллюстрации «от хорошего к хорошему» или «разомкнутая петля».
Подходит для:
- Дома с хорошим запасом и качеством колодезной воды. Системы с открытым контуром извлекают тепло непосредственно из колодезной воды. Колодезная вода перекачивается в систему теплового насоса из подающего колодца, а затем возвращается во второй колодец или «возвратный колодец».
Соображений:
- Как правило, температура воды на входе в систему с открытым контуром примерно на 6°C выше, чем в систему с замкнутым контуром. Более высокая температура воды на входе может привести к повышению эффективности системы геотермального теплового насоса.
- Источники воды с высоким содержанием солей, хлоридов или других минералов могут вызвать преждевременный отказ системы или неэффективную работу.
- Требуется ежегодная очистка и техническое обслуживание теплообменника(ов) подрядчиком по установке в печи с тепловым насосом для уменьшения образования минеральных отложений.
- Мощность насоса может стать проблемой в установках, требующих глубоких колодцев.
- Может потребоваться разрешение соответствующих природоохранных органов в вашем районе.
Наверх
Замкнутый контур озера или пруда
Замкнутый контур озера или пруда.
Увеличить изображение: Миниатюра иллюстрации системы замкнутого цикла озера или пруда.
Подходит для:
- Участки с прудом или озером поблизости и плохими условиями бурения/выемки грунта, где петлевое поле может быть погружено в воду, а не закопано в землю.
Соображения:
- Требуется разрешение соответствующих природоохранных органов в вашем регионе (например, Департамента рыболовства и океанов).
- Поле цикла должно быть:
- должным образом закреплены, чтобы оставаться на дне водоема;
- погрузился достаточно глубоко под воду;
- , защищенный на береговой линии, чтобы его не унесло движением весеннего ледохода.
- Система «озеро/пруд» представляет собой чрезвычайно специализированную конфигурацию, поэтому важно, чтобы подрядчик по установке имел достаточный опыт и понимал все аспекты этого типа установки .
Наверх
О геотермальной
- О нас
- Свяжитесь с нами
- Получить предложение
Геотермальные тепловые насосы используют солнечную энергию, хранящуюся под землей, для отопления, охлаждения и горячего водоснабжения домов и зданий.
Оборудование
Контур заземления
Земля поглощает и хранит почти 50% солнечной энергии Солнца. Из-за этого температура от четырех до шести футов под землей умеренная и стабильная, оставаясь в пределах 45–70 °F. Геотермальная система использует это для передачи тепла из одного места в другое с помощью поля контура заземления, закопанного во дворе. В петлевом поле раствор на водной основе циркулирует по ряду труб.
Узнайте больше о системе контура заземления
Центр потока
Центр потока находится на вашем устройстве или на стене рядом с геотермальной системой. Это инструмент, используемый для перекачки раствора на водной основе в контуре заземления к устройству в доме или здании, чтобы можно было распределить отопление или охлаждение по всему помещению.
Внутренний тепловой насос
Поле контура передает тепло в дом с помощью геотермального теплового насоса, установленного в помещении. Тепловой насос обеспечивает отопление и охлаждение по всему дому двумя способами: принудительным воздухом и лучистым.
Два способа обогрева или охлаждения
Принудительное воздушное отопление и охлаждение
В системе принудительной вентиляции воздухораспределитель используется для рассеивания тепла от земли к воздуху в доме или здании через воздуховоды и вентиляционные отверстия. В режиме охлаждения процесс просто обратный, и тепло отводится, поэтому холодный воздух циркулирует по всему дому или зданию.
Лучистое отопление
Известное как наиболее удобный тип отопления, лучистое отопление использует серию труб под домом или полом здания для циркуляции теплой воды, которая равномерно нагревает все пространство. Этот метод также можно использовать для обогрева открытых террас и бассейнов.
Beyond HVAC
Бассейны с подогревом
Геотермальная энергия может использоваться для обогрева бассейна круглый год.
Таяние снега
Очистить подъездную дорожку от снега и льда зимой совсем несложно с помощью лучистого геотермального отопления.
Экономьте деньги
Отопление, охлаждение и получение части (или всего) горячей воды от геотермального теплового насоса обходится дешевле, чем традиционная система HVAC. Если вы решили финансировать свою геотермальную систему, она может окупиться деньгами, которые вы сэкономите на коммунальных платежах.
Жить более комфортно
Геотермальные системы GeoComfort невероятно тихие, с более низким уровнем влажности и возможностью зонирования, поэтому вы можете контролировать температуру в местах, где проводите больше всего времени. Наши системы совместимы с интеллектуальными термостатами, поэтому вы можете управлять ими из любого места.
Душевное спокойствие
Геотермальные тепловые насосы не используют ископаемое топливо, что улучшает качество воздуха и устраняет возможность утечек вредных газов и нефти, отравления угарным газом и пожаров. С геотермальной энергией вы можете отказаться от ископаемого топлива в вашем доме или здании, если это необходимо.
Узнать больше о преимуществах
Петли
Узнайте о возможных вариантах установки геотермального источника и узнайте, как он работает.
Подробнее
Сколько это стоит?
Многие люди удивлены доступностью геотермальной энергии.
Подробнее
Солнечная энергия + Геотермальная энергия = Потенциал для нулевого счета за электроэнергию
Спросите местного установщика GeoComfort о сочетании геотермальной и солнечной энергии для беспрецедентной экономии!
Узнайте больше о солнечной энергии
Познакомьтесь с некоторыми владельцами GeoComfort
Посмотрите несколько наших прошлых проектов, чтобы узнать, почему владельцы домов и зданий выбирают геотермальные системы GeoComfort.
Установка прожекторов
Геотермальная система для любой ситуации
Компания GeoComfort предлагает широкий ассортимент продукции. Существует модель GeoComfort, которая удовлетворит потребности практически любого дома или предприятия в любом климате.
Поиск в нашей линейке продуктов
О геотермальной энергии
- Финансовые стимулы
- Геотермальные выгоды
- Что такое геотермальная энергия?
- Заинтересованы в приобретении?
- Сколько это стоит?
Связь
- Блог
- О нас
- Свяжитесь с нами
- Получить предложение
Товары и услуги
- Коммерческие продукты
- Товары для дома
- Солнечная энергия
- Гарантия
- Поддержка
Для профессионалов
- Продажа/установка GeoComfort
- Найти коммерческого представителя
- ГеоСелект Про
- Автоматизация зданий
- Дилерское финансирование
- Технические документы
- Сайт поддержки
Для владельцев
- Техническое обслуживание и сервис
- Руководства по эксплуатации
- Поддержка
- Налоговый кредит США
Ресурсы
- Часто задаваемые вопросы о геотермальной энергии.