Геотермальная энергия и способы её добычи

Что собой представляет тепловой насос

Обогрев дома теплом грунта осуществляется с помощью специального теплового насоса, подсоединенного к предварительно установленному трубопроводу. Тепловой насос представляет собой компактную отопительную установку, напоминающую по принципу действия и внешнему виду холодильную камеру. У них обоих есть конденсатор, компрессор, испаритель и дросселирующий прибор. Но если цель холодильника — отвод тепла наружу, вследствие чего в нем скапливается холод, то насос использует температуру грунта на глубине, компрессирует тепло и подает его в систему отопления и горячего водоснабжения помещения.

Схема отопления и горячего водоснабжения одноквартирного жилого дома.

В зимнее время агрегат берет тепло из земли и переносит его в жилье, а летом он способен охлаждать дом, забирая из него тепло и перенося его в почву. Установка очень экономно расходует электричество. Используя лишь 1 кВт электроэнергии, она продуцирует до 6 кВт энергии тепловой.

Прежде чем переходить к активным действиям по монтажу обогревательной системы, обратитесь к квалифицированному специалисту, который проконсультирует вас по поводу размещения установки в земле и доме, а также поможет вам подобрать , подходящий именно вашему участку. Он составит план обогрева, в котором будут учтены такие факторы, как общее соотношение между площадями дома и земельного участка, наличие и состояние вентиляции, объем жилых помещений, утепление стен и прочее.

ÐндÑкÑÐ¸Ð¾Ð½Ð½Ð°Ñ ÐºÐ°ÑÑÑка Ð¸Ð¼ÐµÐµÑ Ð¾Ð´Ð½Ð¾ поÑÑи ÑÑдеÑное ÑвойÑÑво — пÑи вÑаÑении вокÑÑг Ð½ÐµÑ Ð¼Ð°Ð³Ð½Ð¸Ñа Ð²Ð¾Ð·Ð½Ð¸ÐºÐ°ÐµÑ ÑлекÑÑиÑеÑкий импÑлÑÑ. ЭÑо знаÑиÑ, ÑÑо веÑÑ Ð¿ÑÐ¸Ð±Ð¾Ñ Ð¸Ð¼ÐµÐµÑ Ð¾Ð±ÑаÑное дейÑÑвие — еÑли заÑÑавиÑÑ Ð¿ÑÐ¾Ð¿ÐµÐ»Ð»ÐµÑ ÐºÑÑÑиÑÑÑÑ Ð¿Ð¾ÑÑоÑонними Ñилами, Ð¼Ñ Ñможем вÑÑабаÑÑваÑÑ ÑлекÑÑоÑнеÑгиÑ. Ðо как ÑаÑкÑÑÑиÑÑ ÑÑÑÐµÐ»Ñ Ñ Ð¿ÑопеллеÑом?

ÐÑÐ²ÐµÑ Ð¾Ñевиден — вÑÑ Ñем же магниÑнÑм полем. ÐÐ»Ñ ÑÑого на лопаÑÑÑÑ ÑазмеÑаем маленÑкие (10Ñ10 Ð¼Ð¼) магниÑÑ Ð¸ Ð·Ð°ÐºÑеплÑем Ð¸Ñ ÐºÐ»ÐµÐµÐ¼ или ÑкоÑÑем. Чем болÑÑе магниÑов — Ñем ÑилÑнее импÑлÑÑ. ÐÐ»Ñ Ð²ÑаÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿ÑопеллеÑа бÑÐ´ÐµÑ Ð´Ð¾ÑÑаÑоÑно обÑÑнÑÑ ÑеÑÑиÑовÑÑ Ð¼Ð°Ð³Ð½Ð¸Ñов. РбÑвÑим пÑоводам ÑлекÑÑопиÑÐ°Ð½Ð¸Ñ Ð¿Ð¾Ð´ÐºÐ»ÑÑаем ÑвеÑодиод и Ð´Ð°Ñм импÑлÑÑ ÑÑÑели.

ÐенеÑаÑÐ¾Ñ Ð¸Ð· кÑлеÑа и Ð¼Ð°Ð³Ð½Ð¸Ñов — видеоинÑÑÑÑкÑиÑ

УÑовеÑÑенÑÑвоваÑÑ Ñакой пÑÐ¸Ð±Ð¾Ñ Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ð¾, ÑазмеÑÑив дополниÑелÑно Ð¾Ð´Ð½Ñ Ð¸Ð»Ð¸ неÑколÑко магниÑнÑÑ Ñин из пÑопеллеÑов на Ñамке кÑлеÑа. Также можно вклÑÑиÑÑ Ð² ÑеÑÑ Ð´Ð¸Ð¾Ð´Ð½Ñе моÑÑÑ Ð¸ ÐºÐ¾Ð½Ð´ÐµÐ½ÑаÑоÑÑ (пеÑед лампоÑкой) — ÑÑо Ð¿Ð¾Ð·Ð²Ð¾Ð»Ð¸Ñ Ð²ÑпÑÑмиÑÑ Ñок и ÑÑабилизиÑоваÑÑ Ð¸Ð¼Ð¿ÑлÑÑÑ, полÑÑÐ°Ñ ÑовнÑй поÑÑоÑннÑй ÑвеÑ.

СвойÑÑва неодима кÑайне инÑеÑеÑнѠ— его малÑй Ð²ÐµÑ Ð¸ Ð¼Ð¾ÑÐ½Ð°Ñ ÑнеÑгеÑика даÑÑ ÑÑÑекÑ, замеÑнÑй даже на Ð¿Ð¾Ð´ÐµÐ»ÐºÐ°Ñ (ÑкÑпеÑименÑалÑнÑÑ Ð¿ÑибоÑаÑ) бÑÑового ÑÑовнÑ. Ðвижение ÑÑановиÑÑÑ Ð²Ð¾Ð·Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ñм благодаÑÑ ÑÑÑекÑивной конÑÑÑÑкÑии подÑипниковой ÑÑÑели кÑлеÑов и Ð¿Ñиводов — Ñила ÑÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð¸Ð½Ð¸Ð¼Ð°Ð»ÑнаÑ. ÐÑноÑение маÑÑÑ Ð¸ ÑнеÑгии неодима обеÑпеÑÐ¸Ð²Ð°ÐµÑ Ð»ÑгкоÑÑÑ Ð´Ð²Ð¸Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ, ÑÑо даÑÑ ÑиÑокое поле Ð´Ð»Ñ ÑкÑпеÑименÑов в Ð´Ð¾Ð¼Ð°ÑÐ½Ð¸Ñ ÑÑловиÑÑ.

Ð¡Ð²Ð¾Ð±Ð¾Ð´Ð½Ð°Ñ ÑнеÑÐ³Ð¸Ñ Ð½Ð° видео — магниÑнÑй двигаÑелÑ

ÐблаÑÑÑ Ð¿ÑÐ¸Ð¼ÐµÐ½ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð°Ð³Ð½Ð¸ÑнÑÑ Ð²ÐµÐ½ÑилÑÑоÑов обÑÑловлена Ð¸Ñ Ð°Ð²ÑономноÑÑÑÑ. РпеÑвÑÑ Ð¾ÑеÑÐµÐ´Ñ ÑÑо авÑоÑÑанÑпоÑÑ, поезда, ÑÑоÑожки, оÑдалÑннÑе ÑÑоÑнки. ÐÑÑ Ð¾Ð´Ð½Ð¾ неоÑпоÑимое доÑÑоинÑÑво — беÑÑÑмноÑÑÑ — Ð´ÐµÐ»Ð°ÐµÑ ÐµÐ³Ð¾ ÑдобнÑм в Ð´Ð¾Ð¼Ðµ. Ðожно ÑÑÑановиÑÑ Ñакой пÑÐ¸Ð±Ð¾Ñ Ð² ÐºÐ°ÑеÑÑве вÑпомогаÑелÑного в ÑиÑÑеме еÑÑеÑÑвенной венÑилÑÑии (напÑимеÑ, в ÑанÑзел). ÐÑбое меÑÑо, где необÑодим поÑÑоÑннÑй неболÑÑой поÑок воздÑÑа, пÑигодно Ð´Ð»Ñ ÑÑого венÑилÑÑоÑа.

Монтаж системы

Геотермальное отопление загородного дома на этапе обустройства требует солидных денежных вложений. Высокая итоговая стоимость системы во многом обусловлена большим объемом земельных работ, связанных с монтажом контура нагревания.

С течением времени финансовые затраты окупаются, поскольку используемая в отопительный сезон тепловая энергия извлекается из земных глубин с минимальными затратами электроэнергии.

c7cfd80d663b890b7970b937e3e5373c.jpgМонтаж горизонтального теплообменника геотермальной системы отопления

Для обеспечения отопления дома теплом земли необходим монтаж системы:

  • основная часть должна располагаться под землей или на дне водоема;
  • в самом доме устанавливается только достаточно компактное оборудование и прокладывается контур радиаторного или напольного отопления. Оборудование, расположенное внутри дома, позволяет регулировать уровень нагрева теплоносителя.

e2d01cd47f9d80381f56dcbe999d9f62.jpgКак выглядит геотермальное оборудование в доме

При проектировании отопления за счет тепла земли, необходимо определиться с вариантом монтажа рабочего контура и типом коллектора.

Различают два типа коллекторов:

  1. Вертикальный — погружается в грунт на несколько десятков метров. Для этого на небольшом расстоянии от дома требуется пробурить некоторое количество скважин. В скважины погружается контур (самый надежный вариант — трубы из сшитого полиэтилена).
  2. Недостатки: Большие финансовые затраты на бурение в грунте нескольких скважин глубиной от 50 метров.

    Преимущества: Подземное расположение труб на глубине, где температура грунта отличается стабильностью, обеспечивает высокую эффективность работы системы. Кроме того, вертикальный коллектор занимает небольшую площадь земельного участка.

  3. Горизонтальный. Использование такого коллектора допускается в регионах с теплым и умеренным климатом, так как глубина промерзания грунта не должна превышать 1,5 метров.
  4. Недостатки: Необходимость использования большой площади участка (основной недостаток). Этот участок земли после укладки контура невозможно использовать под сад или огород, так как система работает с выделением холода при транспортировке хладагента, из-за чего корни растений будут перемерзать.

    Преимущества: Более дешевые земельные работы, которые можно даже выполнить своими силами.

00c533f81e58a264a82a2cb5ebc5fe93.jpgГоризонтальный и вертикальный тип коллектора

Геотермальную энергию можно добывать, если уложить на дне непромерзающего водоема горизонтальный геотермический контур. Однако, это сложно осуществить на практике: водоем может быть расположен за пределами частной территории и тогда установку теплообменника нужно будет согласовывать. Расстояние от отапливаемого объекта до водоема должно составлять не более 100 метров.

Важно! Температура окружающей коллектор среды не должна опускаться ниже +5°C. Контактирующую с промерзающим грунтом верхнюю часть коллектора нужно защитить термоизоляцией для избежания потерь тепловой энергии.
.

Принципы функционирования геотермального отопления

Отопление за счет энергии земли успешно применяется в различных климатических зонах: системы способны работать и в южных, и в северных регионах.

Геотермальная установка в процессе своего функционирования использует такое физическое свойство некоторых жидкостей, как способность испаряться, что приводит к охлаждению поверхности. Именно это явление лежит в основе работы холодильного оборудования.

Принцип работы геотермального отопления представляет собой запущенный в обратную сторону процесс охлаждения. Именно так работают кондиционеры, способные не только охлаждать, но и подогревать воздух в помещении.

884ed9f5aea5acd222643e58c8f7a487.jpgПринцип работы теплового насоса

Однако, установки для кондиционирования воздуха имеют ограниченную работоспособность — они не могут функционировать при температуре ниже -5°C. А геотермальная система способна обеспечить обогрев дома независимо от температуры воздуха на поверхности. Это связано с тем, что в той среде, откуда она забирает тепловую энергию, естественным образом поддерживаются стабильные температурные условия.

Процесс теплоснабжения

Температура воды 50 -60 градусов, является оптимальной для отопления и горячего снабжения жилого массива. Нужда в отопительных системах зависит от географического расположения и климатических условий. А в потребностях ГВС люди нуждаются постоянно. Для этого процесса сооружаются ГТС (геотермальные тепловые станции).

076e391f74cfa1bc8c550a86acd6c085.jpg

Если для классического производства тепловой энергии используется котельная, потребляющая твёрдое или газовое топливо, то при данном производстве используется гейзерный источник. Технический процесс очень простой, те же коммуникации, тепловые трассы и оборудование. Достаточно пробурить скважину, очистить её от газов, далее насосами направить в котельную, где будет поддерживаться температурный график, а после она попадёт в теплотрассу.

2eeab15295b4a025d5708ff169dbbdfd.jpg

Главное отличие в том, что нет необходимости использовать топливный котлоагрегат. Это существенно снижает себестоимость тепловой энергии. Зимой абоненты получают тепло и горячее водоснабжение, а летом только ГВС.

Способы производства электричества с использованием геотермальных средств

В стадии применения три способа производства электричества с использованием геотермальных средств: прямой, непрямой и смешанный, или бинарный. Прямой способ с использованием сухого пара – самый распространенный. В ходе его пар воздействует на турбину, которая питает генератор.

Непрямой способ с применением водяного пара предполагает использование гидротермального раствора, он закачивается в испаритель. В результате получаемое при снижении давления испарение приводит в действие турбину.

В случае смешанного, или бинарного случая используется гидротермальная вода и вспомогательная жидкость, имеющая низкую точку кипения. Ею может быть фреон. Он закипает при воздействии горячей воды. Образовавшийся пар крутит турбину, далее конденсируется и, наконец, возвращается в теплообменник для последующего нагрева. При такой замкнутой цепочке не происходит вредных выбросов в атмосферу. Достоинства и недостатки геотермальных электростанций.

  • Достоинства. Станция не использует внешнее традиционное топливо. Режим работы может быть автономным (на вырабатываемом электричестве). Не нужны площади для санитарных зон. Расходы при эксплуатации только на техническое обслуживание и ремонт. Станции, построенные на морском или океаническом берегу, могут служить для естественного опреснения воды.
  • Недостатки. Большие вложения на стадии разработки, проектирования и строительства геотермальных станций. Могут быть выбросы горючих и токсичных газов, минералов, которые содержатся в земной коре (через рабочую скважину), однако стоит отметить, что, применяя новые технологии, возможно собирать эти выбросы и перерабатывать в топливо.

Производство электроэнергии

Горячие источники, гейзеры служат основным компонентами в производстве электричества. Для этого применяется несколько схем, сооружаются специальные электростанции. Устройство ГТС:

  • Бак ГВС
  • Насос
  • Газоотделитель
  • Паросепаратор
  • Генерирующая турбина
  • Конденсатор
  • Повысительный насос
  • Бак – охладитель

dba445604713a313c0b3efb33d5aa65b.jpg
Как видим основным элементом схемы, является паровой преобразователь. Это позволяет получать очищенный пар, так как в нем содержатся кислоты, разрушающие оборудование турбин. Существует возможность применение смешанной схемы в технологическом цикле, то есть вода и пар участвуют в процессе. Жидкость проходит всю стадию очистки от газов, так же как и пар.

Новое время новые идеи

5f4f0a13e2efe18bc8a6595bbb2dec41.jpg

Конечно, люди не останавливаются на достигнутом, и с каждым годом предпринимается все больше попыток найти новые способы получения энергии. Если энергия тепла земли получается достаточно просто, то некоторые способы не так просты. Например, в качестве источника энергии вполне можно использовать биологический газ, который получается при гниении отходов. Его можно применить для отапливания домов и нагревания воды.

Все чаще возводятся когда поперек устьев водоемов устанавливаются плотины и турбины, которые приводятся в действие приливами и отливами, соответственно, получается электроэнергия.

Электроэнергия из земли по Белоусову

Особого внимания заслуживает теория Валерия Белоусова, который на протяжении многих лет занимается глубоким изучением молний и изобретением наиболее надежной защиты от этого опасного природного явления. Кроме того, этот ученый является автором нескольких уникальных в своем роде книг, в которых изложено альтернативное видение процесса выработки и поглощения электрической энергии земными недрами.

Схема с двойным заземлением

Один из способов получения электричества из земли подразумевает использование двойного заземления, позволяющего выводить энергию из грунта в бытовых целях бесплатно.

При этом схема предполагает наличие единственного заземляющего контура пассивного типа без активатора, главная задача которого заключается в принятии одностороннего заряда в первом полупериоде с дальнейшим его возвращением обратно при переходе в фазу второго полупериода. То есть речь идет о своеобразном буфере обмена, роль которого может сыграть обычная газовая труба, подведенная в типовую квартиру.

a9729b2d00f8eb8a66438de8610eee62.jpg

Сооружение конструкции и суть опыта

Последующая сборка конструкции предполагает выполнение следующих манипуляций:

  1. Чтобы обеспечить пропуск волновых частот, на пассивный контур необходимо установить трансформаторную катушку, основное предназначение которой сводится к блокировке высокочастотных зарядов. Допускается использование любой катушки, которую рекомендуется дополнить несколькими витками изолированного провода.
  2. Выполняется разводка, один конец которой подводится к газовой трубе, выполняющей роль пассивного контура, а второй крепится к конденсатору, в результате чего и должны подаваться и возвращаться обратно волновые колебания при одновременной блокировке попадания переменного тока в цепь.
  3. В промежуточном разрыве устанавливаются два конденсатора, которые должны располагаться «плюсами» по отношению друг к другу, что позволит заставить все протекающие в цепи энергии выполнять роль единого конденсатора.
  4. К обмотке конденсатора подключается обычная светодиодная лампочка напряжением в 220 вольт, которая должна замигать, если все было сделано правильно.

0e385a345cb8041f7af3e2f72489a4a0.jpg

На этом опыт можно считать завершенным. Основная его цель заключалась в том, чтобы продемонстрировать наличие в цепи сразу нескольких энергий, одна из которых не является электрической.

Этот вид неведомой доселе энергии автор назвал «белой», сравнив ее с чистым листом бумаги, на которую при желании можно наложить все что угодно, открыв для всего человечества принципиально новые возможности. Но главная идея, которую выделяет автор, заключается в том, что все энергии на планете протекают индивидуально по своим законам, но все это происходит в едином пространстве.

Плюсы и минусы геотермальной энергии

Энергия Земли возобновляема и универсальна. У нее три возможности использования:

  1. для водоснабжения,
  2. для теплоснабжения,
  3. для выработки электроэнергии.

В числе преимуществ этого вида энергии также следующие: она практически неиссякаемая, у нее нет зависимости от времени суток, сезона, погоды. Геотермальные источники энергии не наносят загрязняющего эффекта природной среде, не вызывают парникового эффекта. Станции, использующие энергию Земли, довольно компактны. Для получения геотермальной энергии, уже существующей в чистом виде как теплота, не нужно сжигать топливо.

e7a7990ac4a0b287b4ec2458cfb88dde.png

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Решение задач
Контрольные работы

Однако это не абсолютно безвредная энергия из-за выбросов пара (в его составе могут быть сероводород, родон и другие нежелательные примеси). Если используется вода с глубоких горизонтов, то приходится из-за химического состава решать проблему ее утилизации после использования. Строительство станции обходится относительно дороже, что приводит к увеличению стоимость получаемой энергии.

Замечание 1

Геотермальные ресурсы используют для получения энергии, поэтому самая обширная область применения – нужды промышленности, жилищно-коммунального хозяйства. В сельском хозяйстве и садоводстве это обогрев и полив оранжерей, теплиц, установок аквакультуры и гидрокультуры.

Что в будущем

Конечно, энергия магнитного поля Земли или та, которую получают на атомных станциях, не может удовлетворить полностью все потребности человечества, которые растут с каждым годом. Однако специалисты говорят о том, что поводов для переживаний нет, поскольку топливных ресурсов планеты пока хватает. Тем более что используется все больше новых источников, экологически чистых и возобновляемых.

Остается проблема загрязнения окружающей среды, причем растет она катастрофически быстро. Количество вредных выбросов зашкаливает, соответственно, воздух, которым мы дышим, вреден, вода имеет опасные примеси, а почва постепенно истощается

Именно поэтому так важно своевременно заняться изучением такого явления, как энергия в недрах Земли, чтобы искать способы сокращения потребностей в органическом топливе и активнее использовать нетрадиционные источники энергии.

Как получить электричество из магнита

Для того, чтобы понять как работают подобные устройства, необходимо точно знать, чем они отличаются от обычных электрических двигателей. Все электродвигатели, хотя и пользуются магнитными свойствами материалов, движение свое осуществляют исключительно под действием тока.

34bafce6607ecba22be21c6e44ff50e1.jpg

Для работы настоящего магнитного двигателя используется только лишь постоянная энергия магнитов, с помощью которой выполняются все необходимые перемещения. Основной проблемой этих устройств является склонность магнитов к статическому равновесию. Поэтому на первый план выходит создание переменного притяжения, с использованием физических свойств магнитов или механических приспособлений в самом двигателе.

Принцип действия двигателя на постоянных магнитах основан на крутящем моменте отталкивающих сил. Происходит действие одноименных магнитных полей постоянных магнитов, расположенных в статоре и роторе. Их движение осуществляется во встречном направлении по отношению друг к другу. Для того, чтобы решить проблему притяжения был использован медный проводник с пропущенным по нему электрическим током. Такой проводник начинает притягиваться к магниту, однако при отсутствии тока, притяжение прекращается. В результате, обеспечивается цикличное притяжение и отталкивание деталей статора и ротора.

Применение устройств на постоянных магнитах

Результаты исследований в данной области уже сейчас заставляют задумываться о перспективах применения магнитных устройств.

В будущем отпадет надобность во всевозможных и зарядных устройствах. Вместо них будут использоваться магнитные двигатели самых разных размеров, приводящие в движение миниатюрные генераторы тока. Таким образом, множество ноутбуков, планшетов, смартфонов и прочей аналогичной аппаратуры будут непрерывно работать в течение продолжительного времени. Эти источники питания смогут переставляться со старых моделей на новые.

Магнитные устройства с более высокой мощностью смогут вращать такие генераторы, которые заменят оборудование современных электростанций. Они легко смогут работать вместо двигателей внутреннего сгорания. В каждой квартире или доме будет установлена индивидуальная система энергообеспечения.

Основные этапы установки системы альтернативного отопления

Вся работа по установке обогрева дома теплом земли совершается в несколько ответственных и трудоемких этапов. Ни в коем случае не пытайтесь произвести ее самостоятельно, монтаж и подключение системы должны выполнять профессионалы. Вам необходимо будет приобрести:

  • тепловой насос;
  • трубы для коммуникаций разного диаметра;
  • раствор для трубопровода;
  • соединительные клапаны.

Все оборудование и инструменты для монтажа отопительной системы имеются у специалистов.

Схема отопления дома энергией земли.

Горизонтальные установки, осуществляющие обогрев тепловым насосом, занимают много территории, поэтому их целесообразно располагать на придомовых участках, площадь которых достигает хотя бы 200 м². Если территория возле дома небольшая, тогда стоит отдать предпочтение вертикальным установкам, не занимающим много места.

Обогрев жилья теплом земли даст вам много преимуществ. вы перестанете зависеть от цен на газ и нефть и обеспечите себе круглогодичное комфортное существование, так как тепловые насосы осуществляют обогрев помещений зимой и охлаждение летом, а также являются бесперебойным источником горячей воды. Помимо этого, установив в своем доме обогрев без газа, вы внесете свою лепту в сохранение экологии Земли.

2a6e4f3836195aaddd7777779120f2a3.jpgЗачастую старые, давно известные технологии обретают вторую жизнь за счет неиспользованных ранее качеств и принципов. Например, принцип работы холодильника предполагает конденсацию тепла во внутренней камере и перенос его наружу. Куда потом деть эту тепловую энергию, никто раньше не задумывался. До тех пор, пока не появилась потребность в экономии ресурсов и повышении энергетической эффективности. Вот тогда принцип конденсации тепловой энергии и воплотился в жизнь, как тепловой насос.

Тепловой насос может использовать тепловую энергию любой среды — земли, воды, воздуха. Далее будет рассматриваться в основном первый вариант — земля, как наиболее подходящий для средней полосы России. Принцип работы теплового насоса в этом случае будет таков:

Для «извлечения» тепла из земли используется хладагент — газ с низкой температурой кипения. Хладагент в жидком состоянии проходит по системе труб, закопанных в землю.

Температура земли на глубине более 1,5 метров одинакова летом и зимой и равна 8 градусам. Такой температуры хватает, чтобы проходящий в земле хладагент «закипел» и перешел в газообразное состояние. Этот газ всасывается компрессорным насосом, в этот момент происходит его сжатие и выделение тепла. Тоже самое происходит когда велосипедным насосом накачивают шину – от резкого сжатия воздуха насос становится теплым.

Тепловая энергия поступает на теплообменник, нагревая теплоноситель (воду) системы отопления. Отдавая тепло, хладагент остывает, и с помощью расширительного клапана вновь переводится в жидкое состояние. Цикл замыкается.

e8dcd09587c65b657d49e3f79d394aba.jpg

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса довольно прост и эта технология получает все большее признание. В частности, в Европе тепловые насосы используются для отопления все активнее, и они считаются одними из самых перспективных способов отопления на сегодняшний день.

Вот основные преимущества использования тепловых насосов для отопления.

a401b39b6e69e9527b7bb39288f5b161.jpg Экономичность. Единственные затраты энергии, которые требует эта технология — электричество на работу компрессора.

Автономность. Для этого вида отопления не требуется подведение газа, доставка угля или заготовка дров, не требуется согласования проектов и получения разрешений. А на использование энергии земли разрешение не требуется, и к тому же эта энергия будет доступна и бесплатна всегда, в отличие от топлива.

Низкие эксплуатационные затраты.

Экологичность. В современном тепловом насосе в качестве хладагента используется углекислота и углеводороды, не причиняющие вреда человеку и окружающей среде.

Безопасность. В отличие от газового отопления (а также от дровяного и угольного) здесь нет температур выше 60-70 градусов, поэтому достигается практически 100%-я пожаро- и взрывобезопасность.

Универсальность. Тепловой насос можно использовать как отдельно, так и совместно с газовым и любым другим отоплением, а также в качестве системы кондиционирования.

Условия, необходимые для нормальной работы теплового насоса, следующие:

Хорошее утепление здания. Чем теплее дом, в том числе — окна, двери, окна, тем меньше энергии потребуется для его обогрева.

При проектировании отопления следует учесть, что максимальная температура жидкости в системе отопления будет ниже, чем в классической. Поэтому необходимо использовать радиаторы с пониженной температурой отдачи. Однако это может быть и плюсом, поскольку в этом случае можно смело отдать большую часть мощности на .

01d2b21c153eb8f8c9a8264cb3814984.jpg

Практическое применение

Огромные запасы источников во много раз превосходят ежегодное потребление энергии. Но лишь малая доля используется человечеством. Строительство станций датировано 1916 годом. В Италии была создана первая ГеоТЭС мощностью 7,5 МВт. Отрасль активно развивается в таких странах как: США, Исландия, Япония, Филиппины, Италия.

Ведутся активные изучение потенциальных мест и более удобные методы добывания. Из года в год растёт производственная мощность. Если брать в расчёт экономический показатель, то себестоимость такой отрасли равна угольным ТЭС. Исландия практически полностью покрывает коммунально-жилой фонд ГТ-источником. 80 % домов для отопления используют горячую воду из скважин. Эксперты из США утверждают, что при должном развитии ГеоТЭС могут произвести в 30 раз больше ежегодного потребления. Если говорить о потенциале, то 39 стран мира смогут полностью себя обеспечить электроэнергией, если на 100 процентов используют недра земли.

Находится на глубине 4 км:

2083e7e179bfd1424ac6c3cded39cfea.jpg

Япония расположена в уникальной географической местности, связанной с движением магмы. Постоянно происходят землетрясения и извержения вулканов. Обладая такими природными процессами, правительство внедряет различные разработки. Создано 21 объект с общей производительностью 540 Мвт. Проводятся эксперименты по извлечению тепла из вулканов.5054716480630bcb381f5ba4bb2fc0fc.jpg

Плюсы и минусы ГЭ

Как говорилось ранее, ГЭ используется в различных сферах. Существуют определенные достоинства и недостатки. Поговорим о достоинствах:

  • Бесконечность ресурсов
  • Независимость от погоды, климата и времени
  • Многогранность применения
  • Экологически безопасна
  • Низкая себестоимость
  • Обеспечивает энергонезависимость государству
  • Компактность оборудования станций

c57188b615c8479f159988c701180626.jpgПервый фактор самый основной, побуждает изучать такую отрасль, поскольку альтернатива нефти достаточно актуальна. Отрицательные изменения на нефтяном рынке усугубляют глобальный экономический кризис. При работе установок не загрязняется внешняя среда, в отличие от других. Да и сам по себе цикл не требует зависимости от ресурсов и его транспортировки к ГТС. Комплекс сам себя обеспечивает и не зависит от других. Это огромный плюс для стран с низким уровнем полезных ископаемых. Безусловно, бывают негативные моменты, ознакомимся с ними:

  • Дороговизна разработок и строительство станций
  • Химический состав требует утилизации. Её нужно сливать обратно в недра или океан
  • Выбросы сероводорода

Выбросы вредных газов очень незначительны и не сопоставимы с другими производствами. Оборудование позволяет эффективно удалять его. Отходы сбрасываются в землю, где оборудованы колодцы специальными цементными каркасами. Такая методика позволяет исключить возможность загрязнения грунтовых вод. Дорогие разработки имеют тенденцию к уменьшению, так как прогрессирует их усовершенствование. Все недостатки тщательно изучаются, ведется работа по их устранению.

Основные виды магнитных двигателей

За весь период исследований было разработано большое количество устройств, позволяющих получить электричество из магнита. Каждый из них имеет собственную технологию, однако все модели объединяет магнитное поле. Среди них не существует идеальных вечных двигателей, поскольку магниты через определенное время полностью утрачивают свои качества.

065892b3a3eeab3cb8edd2218a09a6f3.jpg

Наиболее простое устройство у антигравитационного магнитного двигателя Лоренца. В его конструкцию входят два диска с разноименными зарядами, подключенные к питанию. Половина этих дисков размещается в полусферическом магнитном экране, после чего начинается их постепенное вращение.

Самым реальным функционирующим устройством считается простейшая конструкция роторного кольцара Лазарева. Он состоит из емкости, которую разделяет пополам специальная пористая перегородка или керамический диск. Внутри диска устанавливается трубка, а сама емкость заполняется жидкостью. Вначале жидкость попадает в низ емкости, а затем под действием давления начинает пот трубке перемещаться вверх. Здесь жидкость начинает капать из загнутого конца трубки и вновь попадает в нижнюю часть емкости. Для того, чтобы это сооружение приняло форму двигателя, под каплями жидкости располагается колесико с лопастями.

41ef6ef3d0e62dcee1a07a6a2fad8091.jpg

Непосредственно на лопастях устанавливаются магниты, образующее магнитное поле. Вращение колесика ускоряется, вода перекачивается быстрее и, в конце концов, устанавливается определенная предельная скорость работы всего устройства.

Основой линейного двигателя Шкондина является система расположения одного колеса в другом колесе.Вся конструкция состоит из двойной пары катушек с разноименными магнитными полями. За счет этого обеспечивается их движение в разные стороны.

80fd8ffee81a2baf307b158327940cf0.jpg

В альтернативном двигателе Перендева используется только магнитная энергия. Конструкция состоит из двух кругов – динамичного и статичного. На каждом из них с одинаковой последовательностью и интервалами расположены магниты. Свободная сила самоотталкивания приводит в бесконечное движение внутренний круг.

Преимущества и недостатки

Отопление энергией земли имеет целый ряд преимуществ:

  • Эффективность. По сравнению с расходами на электричество для работы теплового насоса система позволяет получить в несколько раз больше тепловой энергии.
  • Экологичность. Данный вид отопления экологически полностью безвреден, отсутствуют выбросы в атмосферу.
  • Безопасность. Нет необходимости использовать какое-либо топливо, химические средства и т.д., нет угрозы взрыва или возгорания оборудования.
  • Минимальная потребность в техподдержке. Правильно смонтированная система способна проработать без какого-либо вмешательства не менее 30 лет.
  • Экономичность. В ходе эксплуатации отсутствуют затраты на ремонт, что позволяет окупить монтаж отопления в течение 5-8 лет.
  • Отсутствие необходимости контролировать работу системы.
  • Низкий уровень шума при работе оборудования.
  • Неисчерпаемость источника тепловой энергии, не требуется закупать и хранить энергоноситель.

3275717dab662dcd1dffa78ed46b0cfc.jpgЭкологичность использования тепловой энергии недр

К недостаткам можно отнести:

  • изначально высокие расходы на оборудование;
  • необходимость вести сложные буровые работы на участке для монтажа вертикального контура или портить ландшафт подготовкой траншей для горизонтального теплообменника.

В умеренном климате геотермальные установки доказали свою эффективность. В северных же регионах данный вид отопления подходит для домов небольшой площади (до 200 м2).

Разобравшись, как работает система и из каких частей стоит, можно определить возможность ее монтажа на собственном участке. Преимущественно отопление из земли обустраивают на этапе строительства дома — в этом случае проще вести земляные работы, так как планировка участка и создание ландшафтного дизайна еще впереди.

Видео по теме:

Особенности источников

197c776a864e68a41fc59d3d32a4b913.jpg

Источники, позволяющие получить геотермальную энергию, практически невозможно использовать полностью. Существуют они в 60 с лишним странах мира, при этом больше всего наземных вулканов на территории Тихоокеанского вулканического огненного кольца. Но на практике оказывается, что геотермальные источники в разных регионах мира совершенно разные по своим свойствам, а именно средней температуре, минерализации, газовому составу, кислотности и так далее.

Гейзеры – источники энергии на Земле, особенности которых в том, что они с определенными промежутками извергают кипящую воду. После того как произошло извержение, бассейн становится свободным от воды, на его дне можно заметить канал, который уходит глубоко в землю. Гейзеры как источники энергии используются в таких регионах, как Камчатка, Исландия, Новая Зеландия и Северная Америка, а одиночные гейзеры встречаются и в некоторых других областях.

Земля надежный источник тепла

Земные недра богаты не только драгоценными металлами и камнями, в их глубине находятся огромные ресурсы геотермальной энергии. Доказательством этого служат извержения вулканов. Расплавленное ядро нашей планеты имеет температуру, достигающую нескольких тысяч градусов. Чем ближе к поверхности, тем больше остывает земля, но она сохраняет в себе геотермальное тепло глубин и способна передавать его дальше.

На глубине до 20 м температура земли никогда не бывает отрицательной и колеблется от 5 до 10 °С. Человечество заметило, что грунт отлично сохраняет тепло и решило использовать это его свойство для бесплатного обогрева своих жилищ.

Схема работы приточно-вытяжной вентиляции пассивного дома.

Во многих странах геотермальную энергию применяют для отопления домов и предприятий. Это не только позволяет улучшить экологию, но и обходится в разы дешевле, чем использование традиционных энергоресурсов.

Как у любого вида альтернативной энергии, у обогрева дома теплом земли есть свои преимущества и недостатки. К первым можно отнести отсутствие вредных выбросов в атмосферу, дешевизну энергии, длительный (до 30 лет) срок эксплуатации, полнейшая автономия от магистралей и возможность установки системы без специальных разрешений и согласований. Минусами геотермального отопления являются дороговизна установки оборудования, внушительный объем земляных работ при монтаже системы и ее постоянная зависимость от электричества. Хоть благодаря этой альтернативного отопления вам не удастся получить полностью бесплатное тепло, но обогрев жилых помещений тепловым насосом будет обходиться в 3-4 раза дешевле, чем при использовании привычных энергоресурсов.

Поддержка от земли и её недостаток

Потоки с земной поверхности излучаются постоянно, но далеко не вся энергия поступает к человеку. В современном мире человек редко ходит пешком, тем более с босыми ногами, он мало взаимодействует с природой. Отсюда утрата связей с предками, потеря выносливости и естественной силы. А ведь поддержки земли хватило бы на все общество. Чем больше люди общаются с землей, тем больше силы они от нее получают.

Если человеку недостает энергии земли, он пребывает в подавленном состоянии. Радость жизни и удовольствия ускользают от такого индивида, у него начинаются проблемы в половой сфере, в области финансов. Нехватка такой природной силы мешает реализации мечты, построение планов. Стабильность и устойчивость пропадают, а значит, человек превращается в раздражительного и неуверенного субъекта, пассивного наблюдателя своих трудностей. Индивид начинает воспринимать себя чужим в собственной жизни, он теряет самость и базовую энергию жизни, погружаясь в состояние нервозности, страха, иллюзий.

Энергия земной поверхности идет на питание всех частей тела, они развиваются и обновляются на молекулярном уровне. Но самое главное, что энергию земли можно использовать для развития таких духовных качеств, как милосердие, отзывчивость, спокойствие, доброта, гармония и даже материнский инстинкт. Недостаток земной энергии в организме приводит к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, эмоциональным срывам, разрывам в биополе.

7d9b29d9f64756ff66e9cfac248df528.jpg

Сила земли может эффективно использоваться для общей подзарядки организма, целебных процедур. Воздействие этой энергии на человека можно заметить, например, в церквях и соборах, где потолок в виде купола собирает под собой всю мощь от поверхности земли. Такая энергия усиливается за счёт позолоты и жести, которыми выстилают купола. Кроме того, земное притяжение помогает восстанавливать сексуальное желание. Для этого полезно использовать самомассаж ладонями, который распределяет энергию по телу и предотвращает появление энергетических дыр в биополе.

Итак, земля — символ благотворной жизни, возрождения и охраны, заботы и сдержанности. Именно за счет её энергии можно обратиться к древним ресурсам своего рода, чтобы вернуть себе утраченное здоровье или восстановить материальный статус.

Виды источников геотермальной энергии

Её принято разделять на два вида: гидротермальную и петротермальную энергию. Первый образуется за счет теплых источников, а второй тип – это разница температур на поверхности и в глубине земли. Объясняя своими словами, гидротермальный источник состоит из пара и горячей воды, а петротермальный спрятан глубоко под грунтом.

5e03c308fe740054d2a376444a62194f.jpgКарта потенциала развития геотермальной энергетики в мире

Для петротермальной энергии необходимо пробурить две скважины, одну наполнить водой, после чего произойдет процесс парения, который выйдет на поверхность. Существует три класса геотермальных районов:

  • Геотермальный – расположен вблизи континентальных плит. Градиент температуры более 80С/км. В качестве примера, итальянская коммуна Лардерелло. Там размещена электростанция
  • Полутермальный – температура 40 – 80 С/км. Это естественные водоносные пласты, состоящие из раздробленных пород. В некоторых местах Франции обогреваются таким способом здания
  • Нормальный – градиент менее 40 С/км. Представительство таких районов наиболее распространено

313f2797e74e63ee11b8f8f09ae5d6f2.jpg

Они являются отличным источником для потребления. Они находятся в горной породе, на определенной глубине. Более подробно рассмотрим классификацию:

  • Эпитермальные – температура от 50 до 90 с
  • Мезотермальные – 100 – 120 с
  • Гипотермальные – более 200 с

Данные виды состоят из разного химического состава. В зависимости от него, можно использовать воды для различных целей. Например, в производстве электроэнергии, теплообеспечении (тепловые трассы), сырьевой базе.

Видео: Геотермальная энергия

Внутренняя энергия Земли

Она появилась вследствие нескольких процессов, главные из которых — аккреция и радиоактивность. По мнению ученых, становление Земли и ее массы произошло за несколько миллионов лет, причем произошло это вследствие образования планетезималей. Они слипались, соответственно, масса Земли становилась все больше. После того как наша планета стала иметь современную массу, но еще была лишена атмосферы, на нее беспрепятственно падали метеорные и астероидные тела. Этот процесс как раз и называется аккрецией, и приводил он к тому, что выделялась значительная гравитационная энергия. И чем большие по размеру тела попадали на планету, тем в большем объеме выделялась энергия, содержащаяся в недрах Земли.

Эта гравитационная дифференциация привела к тому, что вещества стали расслаиваться: тяжелые вещества просто тонули, а легкие и летучие всплывали. Дифференциация сказывалась также и на дополнительном выделении гравитационной энергии.

Принципы получения геотермальной электроэнергии

В некоторых местах геотермальная энергия доставляется к поверхности в естественном виде (пар или перегретая вода, вскипающая и переходящая в пар). Чтобы получить электроэнергию с помощью геотермального пара, от него сначала отделяют твердые частицы, потом направляют его в турбину. С точки зрения экономики это выгодно. Но на планете Земля такие естественные поверхностные выходы редки.

Замечание 2

В России ресурсы геотермальной энергии только в верхнем слое коры (глубиной 3 километра) насчитывают 180 трлн. т условного топлива. Использование только примерно двух десятых процента этого потенциала равносильно всей страны в энергии.

Добавить комментарий

Adblock
detector