Температурний режим земної кори
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Кора.
Земна́ кора́ — зовнішній шар земної кулі, одна зі структурних оболонок планети, як ядро, мантія. Земна кора є твердим утворенням товщиною 5—40 км, що становить 0,1—0,5 % радіуса Землі. Від мантії Землі відокремлена поверхнею Мохоровичича. Фактично земна кора ніби плаває на поверхні магми, і тому на планеті спостерігаються її деформації та рухи. В основі сучасних уявлень про структуру лежать геофізичні дані про швидкість поширення пружних (переважно поперечних) хвиль.
Типи земної кори[ред. | ред. код]
Схематичний профіль перехідної зони «континент-океан»
Земна кора відрізняється під материками та океанами за складом та потужністю. Розрізняють материкову та океанічну земну кору, що різняться за складом, будовою, потужністю й іншими характеристиками. У залежності від густини порід, що її складають, у корі виділяють три шари: «базальтовий», «гранітний» та осадовий.
Потужність континентальної кори в залежності від тектонічних умов становить від 25-45 км (на платформах) до 60-80 км (в областях гороутворення). У континентальній корі розрізняють осадовий (до 20-25 км), «гранітний» або «гранітно-метаморфічний» (в середньому 15 км, густина порід 2,6-2,7 т/м³) і «базальтовий» (20-35 км, густина порід 2,7-3,0 т/м³) шари. Назви «гранітного» і «базальтового» шарів умовні і історично пов’язані з виділенням межі Конрада, яка їх розділяє. Обидва ці шари іноді об’єднують в поняття консолідованої кори.
Основна відмінності океанічної кори від континентальної — відсутність «гранітного» шару, істотно менша потужність (2-10 км), більш молодий вік (юра, крейда, кайнозой), велика латеральна однорідність. Океанічна кора складається з трьох шарів. Перший шар, або осадовий, має потужність до 1-2 км. Другий шар — вулканічний, або акустичний підмурівок, має в середньому потужність 1-2 км (за іншими даними, 1,2-1,8 км). Детальні дослідження дозволили розділити його на три горизонти (2А, 2В і 2С). Третій шар океанічної кори — «базальтовий» потужністю 4-8 км (інші дані — від 2 до 5 км).
Вік[ред. | ред. код]
Материкова земна кора є послідовним нашаруванням осадових гірських порід різного віку. Нижні горизонти таких нашарувань є найстаршими. Часто вони можуть бути метаморфізованими, тобто такими, які пройшли певну термічну обробку в земних надрах. Вік гірських порід визначають застосовуючи спеціальні методи. Цим займається наука геохронологія. Великою кількістю радіологічних досліджень доведено, що вік найстарших гірських порід земної кори за торієм-232 є не більшим ніж 3,5 мільярда років. Тому прийнято вважати, що вік найстарших гірських порід земної кори не перевищує 3,5 млрд років — а вік нашої планети — приблизно 5 млрд. років.
Протягом перших 2 млрд років, можливо, сформувалося від 50 % до 70-80 % всієї сучасної континентальної кори, в наступні 2 млрд років — щонайбільше 40 %, і лише близько 10 % — за останні 500 млн років, тобто у фанерозої. Переломний момент в розвитку земної кори мав місце у пізньому докембрії, коли в умовах існування великих плит вже зрілої континентальної кори стали можливі великомасштабні горизонтальні переміщення, що супроводжувалися субдукцією та обдукцією новоутвореної літосфери. З цього часу утворення і розвиток земної кори відбувається в геодинамічній обстановці, зумовленій механізмом тектоніки плит.
Рухи[ред. | ред. код]
Земна кора, як і гідросфера, є рухомою системою. Глибинними розломами земна кора розділена на блоки. В результаті взаємодії двох сил — тяжіння Землі до Місяця і відцентрової внаслідок обертання Місяця навколо Землі, виникають добові вертикальні рухи земної кори а також припливи і відпливи води в океанах і морях. Подібно такі рухи відбуваються за рахунок обертання Землі разом з Місяцем довкола Сонця. Встановлено, що такі плавні рухи земної кори відбуваються двічі протягом доби і досягають амплітуди декількох десятків сантиметрів. Напрямки цих рухів не є постійними, вони періодично змінюються. У масштабі мільйонів років вони викликали затоплення морем величезних територій і навпаки — виникнення та ріст гірських масивів. Унаслідок такого піднімання земної кори ростуть молоді гори, наприклад структури альпійської гірської системи, до якої належать і Крим, і Карпати. Геофізичними дослідженнями встановлено, що зараз поверхня Карпат піднімається зі швидкістю 0,1 — 10 мм за рік.
Коливальні рухи земної кори[ред. | ред. код]
Повільні плавні безперервні вертикальні переміщення мас гірських порід; одна з форм тектонічних рухів. Причину їх вбачають у глибинних процесах, що відбуваються в мантії Землі, деякі вчені — у космогенних процесах. Коливальні рухи земної кори впливають на зміни рівня Світового океану, що є однією з причин трансгресій та регресій моря, на склад, шаруватість і потужність осадів, на інтенсивність процесів денудації тощо.
Радіальні рухи земної кори[ред. | ред. код]
Рухи земної кори, паралельні радіусу Землі. Протікають повільно або швидко, при землетрусах — стрибкоподібно. Нерідко називаються коливальними рухами земної кори.
Основні тектонічні елементи земної кори[ред. | ред. код]
Найбільш древні і тектонічно малорухливі обширні області материків — древні платформи (кратони), утворені фундаментом з метаморфічних порід докембрійської, в основі архейської і ранньопротерозойської доби, які виступають на поверхню в межах щитів, і платформних чохлів. Євразія поділяється на такі платформи: Східноєвропейська, Сибірська, Китайсько-Корейська, Південнокитайська, Індостанська, Аравійська. На других материках — по одній платформі більш великих розмірів. Інший основний тип тектонічних областей материків і перехідних зон — широкі і досить протяжні рухомі пояси, що виникли 1,6-1 млрд років тому і які протягом пізнього протерозою і фанерозою пройшли складну історію тектонічного розвитку.
Головні типи сучасних тектонічних областей ложа океанів — їх рухомі зони — так звані серединно-океанічні рифтові пояси і розташовані між ними і околицями материків більш стабільні області — океанічні плити.
| Глибина[3] км | Шари | Щільність г/см³ | |
|---|---|---|---|
| 0-60 | Літосфера | — | |
| 0-35(75) | Земна кора | 2,2-2,9 | |
| 35-60 | … Верхня мантія Землі | 3,4-4,4 | |
| 35-2890 | Мантія | 3,4-5,6 | |
| 70—150(400) | … Астеносфера | — | |
| 2890-5100 | Зовнішнє ядро | 9,9-12,2 | |
| 5100-6378 | Внутрішнє ядро | 12,8-13,1 |
Хімічний склад[ред. | ред. код]
Більшість (99,79 %) маси кори припадає усього на 9 елементів, масові частки яких представлені в наступній таблиці[4]:
Оскільки кисень і кремній є найбільш поширеними елементами, їх сполуки — силікати, є основними породооутворюючими породами земної кори.
Див. також[ред. | ред. код]
- Континентальна земна кора
- Океанічна земна кора
- Перехідні зони «континент-океан»
Примітки[ред. | ред. код]
Джерела[ред. | ред. код]
- Дослідження гравітаційного поля, топографії океану та рухів земної кори в регіоні Антарктики: монографія / О. М. Марченко, К. Р. Третяк, А. Я. Кульчицький та ін. ; за заг. ред. О. М. Марченка, К. Р. Третяка ; М-во освіти і науки, молоді та спорту України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л. : Вид-во Львів. політехніки, 2012. — 308 c. : іл., 6 окр. арк. іл. — Бібліогр.: с. 294—304 (221 назва). — ISBN 978-617-607-206-5
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — : Східний видавничий дім, 2004—2013.
- Третяк П. Р. Лісівнича історія. Навчальний посібник. — Львів, 2002.
Источник
Земля расположена достаточно близко к Солнцу, чтобы получаемой энергии хватало на поддержание тепла и существования воды в жидком виде. В основном благодаря этому наша планета пригодна для жизни.
Как мы помним из уроков географии, Земля состоит из различных слоев. Чем дальше к центру планеты, тем обстановка все больше накаляется. К счастью для нас, на коре, самом верхнем геологическом слое, температура относительно стабильная и комфортная. Однако ее значения могут сильно меняться в зависимости от места и времени.
© Johan Swanepoel | shutterstock.com
Структура Земли
Как и другие планеты земной группы, наша планета состоит из силикатных пород и металлов, которые дифференцируются между твердым металлическим ядром, расплавленным внешним ядром, силикатной мантией и корой. Внутреннее ядро имеет примерный радиус 1220 км, а внешнее около 3400 км.
Затем следуют мантия и земная кора. Толщина мантии составляет 2890 км. Это самый толстый слой Земли. Она состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием. Высокие температуры внутри мантии делают твердый силикатный материал достаточно пластичным.
Верхний слой мантии разделен на литосферу и астеносферу. Первая состоит из коры и холодной жесткой верхней части мантии, в то время как астеносфера обладает некоторой пластичностью, из-за чего покрывающая ее литосфера неустойчива и подвижна.
Земная кора
Кора является внешней оболочкой Земли и составляет лишь 1 % от ее общей массы. Толщина коры меняется в зависимости от места. На континентах она может достигать 30 км, а под океанами всего 5 км.
Оболочка состоит из множества магматических, метаморфических и осадочных пород и представлена системой тектонических плит. Эти плиты плавают над мантией Земли, и, предположительно, конвекция в мантии приводит к тому, что они находятся в постоянном движении.
Иногда тектонические плиты сталкиваются, расходятся или скользят друг о друга. Все три типа тектонической активности лежат в основе формирования земной коры и приводят к периодическому обновлению ее поверхности в течение миллионов лет.
Диапазон температуры
На внешнем слое коры, где она соприкасается с атмосферой, ее температура совпадает с температурой воздуха. Таким образом, она может нагреваться до 35 °C в пустыне и быть ниже нуля в Антарктиде. В среднем температура поверхности коры составляет около 14 °C.
Как видно, диапазон значений довольно широк. Но стоит учесть тот факт, что большая часть земной коры лежит под океанами. Вдали от солнца, где она встречается с водой, температура может составлять лишь 0…+3 °C.
Если же начать копать яму в континентальной коре, то температура будет заметно возрастать. Например, внизу самой глубокой в мире шахты «Тау-Тона» (3,9 км) в Южной Африке она достигает 55 °C. Шахтерам, работающим там весь день, не обойтись без кондиционера.
Таким образом, средняя температура поверхности может варьироваться от изнуряющей знойной до люто морозной в зависимости от местоположения (на суше или под водой), времен года и времени суток.
И все же земная кора остается единственным местом в Солнечной системе, где температура достаточно стабильна, чтобы жизнь на ней продолжала процветать. Добавьте к этому нашу жизнеспособную атмосферу и защитную магнитосферу, и вы поймете, что нам действительно крупно повезло!
Исследование опубликовано в издании Universe Today.
Источник
Лекция 8
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Тепловой режим земной коры
Под геотермикой (от греческих слов «гео» – земля и «термо» – те-пло) понимается наука, изучающая тепловое состояние земной коры и Земли в целом, его зависимость от геологического строения, состава горных пород, магматических процессов и целого ряда других факто-ров.
В ядре планеты максимальная температура достигает 4000 °С. Выход тепла через твердые породы суши и океанского дна происходит главным образом за счет теплопроводности (геотермальное тепло) и реже – в виде конвективных потоков расплавленной магмы или горячей воды.
Средний поток геотермального тепла через земную поверхность составляет примерно 0,06 Вт/м2 при температурном градиенте менее 30 °С/км. Этот непрерывный поток тепла обычно сравнивают с аналогичными величинами, связанными с другими возобновляемыми источ-никами и в среднем в сумме составляющими 500 Вт/м2. Однако имеются районы с повышенными градиентами температуры, где потоки со-ставляют примерно 10…20 Вт/м2, что позволяет реализовать геотермальные станции тепловой мощностью 100 МВт/км2 и продолжительностью срока эксплуатации не менее 20 лет.
На любой глубине температура горных пород (T) приближенно может быть определена по формуле:
(8.1)
где tв– средняя температура воздуха данной местности; H – глубина, для которой определяется температура; h – глубина слоя постоянных годовых температур; с – геотермическая ступень.
Средняя величина геотермической ступени равна 33 м, и с углублением от зоны постоянной температуры на каждые 33 м температура повышается на 1°С.
Величина, соответствующая углублению в метрах, при котором температура повы-шается на 1 °С, называется геотермической ступенью.
Теплопередача от полужидкой мантии поддерживает температурную разность между внешней и внутренней поверхностями сравнительно тонкой коры около 1000 °С при среднем градиенте температур около 30 °С/км.
Принято выделять три класса геотермальных районов.
Геотермальный. Температурный градиент – более 80 °С/км. Эти районы расположены в тектонической зоне вблизи границ континентальных плит. Первый такой район был задействован для производства электроэнергии в 1904 г. вблизи Лардерелло (Тоскана, Италия). Почти все из существующих ГеоТЭС размещены именно в таких районах.
Полутермальный. Температурный градиент – примерно от 40 до 80 °С/км. Подобные районы связаны главным образом с аномалиями, лежащими в стороне от границ платформ. Извлечение тепла производится из естественных водоносных пластов или из раздробленных сухих пород. Хорошо известный пример такого района находится вблизи Па-рижа и используется для обогрева зданий.
Нормальный. Температурный градиент – менее 40 °С/км. Такие районы наиболее распространены, именно здесь тепловые потоки в среднем составляют примерно 0,06 Вт/м2. Маловероятно, чтобы в таких районах даже в будущем стало экономически выгодно извлекать тепло из недр.
В земной коре существует подвижный и чрезвычайно теплоемкий энергоноситель – вода, играющая важную роль в тепловом балансе верхних геосфер.
Жидкая вода существует только до глубин 10…15 км, ниже при температуре около 700 °С вода находится исклю-чительно в газообразном состоянии. На глубине 50…60 км при давлениях около 3·104 атм исчезает граница фазовости, т. е. водяной газ при-обретает такую же плотность, что и жидкая вода.
Температура подземных вод колеблется в широких пределах, обу-словливая их состояние, влияя на состав и свойства. В соответствии с температурой теплоносителя все геотермальные источники подразделяют на эпитермальные, мезотермальные и гипотермальные.
К эпитермальным источникам обычно относят источники горя-чей воды с температурой 50…90 °С, расположенные в верхних слоях осадочных пород, куда проникают почвенные воды.
К мезотермальным источникам относят источники с температу-рой воды 100…200 °С.
В гипотермальных источниках температура в верхних слоях превышает 200 °С и практически не зависит от почвенных вод.
В Жаркенте Алматинской области имеются пригодные для промышленого использования термальные воды с температурой 88-960С. Дебит одой скважины до 3000 м3 в сутки.
В настоящее время проведены геотермические исследования на глубинах до 6500 м с интервалом 500 м в том числе по:
Прикаспийской впадине: 30 скважин до глубины 6500 м, максимальная температура 118 оС, максимальный градиент 27 оС на 1000 м.
Мангышлак-Устюрсткой системе: 17 скважин до глубины 3250 м, максимальная температура 150 оС, максимальный градиент 35,8 оС/км.
Тургаю и Северному Приаралью: 5 скважин до глубины 2900 м, максимальная температура 100 оС, максимальный градиент 27,8 оС/км.
Иртышской впадине: 6 скважин до глубины 2000 м, максимальная температура 60 оС, максимальный градиент 58 оС/км.
Илийской впадине: 20 скважин до глубины 3800 м, максимальная температура 165 оС, максимальный градиент 32 оС/км.
Сырдарьинской впадине: 13 скважин до глубины 2100 м, максимальная температура 83 оС, максимальный градиент 40 оС/км.
Чу-Сарысуйской впадине: 6 скважин до глубины 1400 м, максимальная температура 63 оС, максимальный градиент 28 оС/км.
Использование геотермальноготеплавсистемахтеплоснабжения
Для отопления и горячего водоснабжения жилых и производст-венных зданий необходима температура воды не ниже 50…60 °С.
В настоящее время разработаны различные схемы использования термальных вод для отопления и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий.
Наиболее успешно реализованные проекты имеют скважины, пробуренные непосредственно в естественные подземные коллекторы геотермальных районов (рисунок 8.5). Подобные методы используются для извлечения энергии из водоносных слоев в высокотермальных районах, где природного напора достаточно, чтобы обойтись без насосных систем.
Последние разработки направлены на извлечение тепла из сухих горных пород, так как они могут обеспечить большую производитель-ность, чем водные источники. Группа специалистов разработала методы дробления скал гидроразрывом с помощью холодной воды, нагнетаемой под давлением в скважину (рисунок 8.6). После предварительного дробле-ния пород вода нагнетается через питающую скважину, фильтруется через скальные породы на глубине около 5 км при температуре 250 °С, теплая вода возвращается на поверхность через приемную скважину. Две такие скважины могут обеспечить энергией установку мощностью порядка гигаватта.
Рис. 8.5. Схема размещения гидротермальных станций в гипертермальном районе: 1 – естественный гейзер; 2 – энергетическая станция; 3 – глубокая скважина (5 км); 4 – пароводяной источник; 5 – мантия; 6 – горячие скальные породы
Рис. 8.6. Схема извлечения тепла из сухих горных пород
Современные технологии использования в энергетических целях тепла подземных источников предусматривают производство тепловой энергии на геотермальных тепловых станциях (ГТС).
Геотермальные тепловые станции предназначены для обеспечения централизованного теплоснабжения потребителей, расположенных вблизи геотермальных месторождений. Принцип построение ГТС достаточно прост и основные проблемы связаны с высоким содержанием солей в термальных водах, что требует выполнения теплообменников из высоко коррозионно-стойких материалов.
Характеристики ряда станций приведены в таблице 8.1.
Оборудование для ГТС выпускается серийно, в том числе и на российских предприятиях
Таблица 8.1 Технические характеристики геотермальных тепловых станций
| Характеристики | Тип станции | |||
| ГТС-350П | ГТС-350В | ГТС-700П | ГТС-700В | |
| Тепловая мощность, МВт |
|
|
|
|
| Вид теплоносителя | Пар | Вода | Пар | Вода |
| Температура сетевой воды на выходе, °С |
|
|
|
|
Теплоснабжение высокотемпературной сильно минерализованной термальной водой
Термальная вода имеет температуру выше 80 °С, но сильно мине-рализована. В этих условиях возникает необходимость в устройстве промежуточных теплообменников. Принципиальное решение такой схемы показано на рис. 8.7.
Рис. 8.7. Принципиальная схема геотермального теплоснабжения с теплообменниками:
1 – скважина; 2 – теплообменник системы отопления; 3 – теплообменник горячего водоснабжения 1-й ступени; 4 – то же 2-й ступени; 5 – система отопления
Здесь термальная вода из скважин разделяется на две параллель-ные ветви: одна направляется в теплообменник отопления и затем в теплообменник 1-й ступени подогрева воды для горячего водоснабжения; вторая – в теплообменник 2-й ступени. Чтобы избежать зарастания тру-бопровода, термальную воду используют с промежуточным теплооб-менником. Высокоминерализованную воду из скважины подают в ре-зервуар со змеевиками, по которым поступает пресная речная вода. На-гретая пресная вода идет к потребителю, а выпадающие из термальных вод соли осаждаются в резервуаре и на наружных поверхностях змееви-ка. Недостатком схемы с теплообменником является сокращение сраба-тываемого потенциала термальной воды (на конечную разность темпе-ратур в теплообменнике).
Теплоснабжение низкотемпературной маломинерализованной термальной водой.
Термальная вода маломинерализована, но с низким тепловым по-тенциалом (температура ниже 80 °С). Здесь требуется повышение по-тенциала термальной воды.
Осуществить это можно разными методами, приведем основные из них:
а)подачатермальнойводыпараллельнонаотоплениеигорячеево-доснабжениеипиковыйдогревотопительнойводы(рис.8.8).
По этой схеме термальная вода из скважин поступает в систему горячего водоснабжения и параллельно в пиковую котельную. Здесь она догревается до температуры, соответствующей метеорологическим ус-ловиям, и подается в системы отопления.
Рис. 8.8. Принципиальная схема геотермального теплоснабжения с параллельной подачей геотермальной воды на отопление и горячее
водоснабжение и пиковым догревом воды на отопление:
1 – скважина; 2 – пиковый догреватель; 3 – система отопления; 4 – бак-аккумулятор
Данная схема особенно целесообразна для районов с дорогим бурением, так как пиковая котельная позволяет сократить число скважин.
б)бессливнаясистемагеотермальноготеплоснабжения(рис.8.9).
Эта схема представляет более сложный вариант предыдущей схемы.
Здесь термальная вода, поступающая из скважин, нагревается до температуры 160…200 °С, что обусловливается климатическими усло-виями и позволяет достичь равенства воды в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения.
Рис. 8.9. Принципиальная схема бессливной системы геотермального теплотеплоснабжения:
0 – скважина; 1 – дегазатор; 2 – химводоочистка; 3 – водоподогреватель; 4 – смеситель; 5 – система отопления; 6 – система горячего водоснабжения;7 – бак-аккумулятор; 8 – котельная
Из скважины 0 термальная вода поступает в котельную 8, затем, пройдя через дегазатор 7 и химводоочистку 2, подается в нагреватель 5. Перегретая вода направляется в жилые дома. Абонентский ввод каждо-го дома оборудован смесителем 4, в котором сетевая вода смешивается с отработанной водой из системы отопления. Смесь требуемой темпера-туры последовательно проходит систему отопления 5, а затем полно-стью расходуется в системе горячего водоснабжения 6. Предусмотрена возможность сброса отработанной воды из системы отопления в кана-лизацию, а также установка бака-аккумулятора 7 для одного или группы зданий.
С повышением температуры наружного воздуха расход воды на вводе остается постоянным, часть воды поступает в систему горячего водоснабжения, минуя систему отопления по специальной перемычке. При этом с помощью терморегулятора поддерживается одинаковая тем-пература воды в системе горячего водоснабжения в течение всего ото-пительного сезона.
в)применениетепловыхнасосов(рис.8.10).
Схема предусматривает утилизацию тепла низкотемпературных термальных источников при помощи теплового насоса. На рис. 8.10 по-казана типовая схема теплоснабжения с компрессионным тепловым на-сосом.
Рис. 8.10. Принципиальная схема геотермального теплоснабжения с применением теплового насоса:
1 – скважина; 2 – испаритель; 3 – компрессор; 4 – конденсатор;
5 – регулирующий вентиль
Горячая вода из скважин 1 подается к испарителю теплового насо-са 2, где происходит передача ее тепла быстро испаряющемуся рабоче-му веществу. Образующиеся пары сжимаются компрессором 3 и на-правляются в конденсатор 4, где конденсируются при более высоком давлении, отдавая тепло воде, циркулирующей в системе отопления. Охлажденная вода сбрасывается в канализацию. Эффективность схемы повышается при работе теплового насоса летом в режиме холодильной машины. В целях более полного срабатывания тепла термальной воды была предложена более сложная модификация этой схемы с тепловыми насосами.
г)совмещенноеприменениетепловыхнасосовипиковогодогрева(рис.8.11).
Схема г – комплексная система теплоснабжения с трансформаци-ей тепла сбросной воды в сочетании с пиковым ее подогревом и качест-венным регулированием (рис. 8.11).
Вода из источника 1, пройдя очистку 2, перекачивается насосной станцией 3 в количестве QAпо однотрубному теплопроводу 4 и посту-пает к потребителям с температурой tA. Один поток воды Q догревает-ся в пиковой котельной 5 до температуры tПи поступает в смеситель 7, где к нему подмешивается отработанная вода, предварительно подогре-тая в конденсаторах теплового насоса 8 до температуры tG.
Отработанная вода с температурой t0после системы отопления 6 разветвляется на три потока. Одна часть Q3 поступает в конденсаторы теплового насоса 8 и смеситель 7. Вторая часть ее направляется в испа-рители теплового насоса 9, где она охлаждается до температуры tX и сбрасывается. Третья часть направляется в смеситель 12, из которого вода с температурой tRв количестве QRпоступает в бак-аккумулятор 11 и систему горячего водоснабжения 10.
Рис. 8.11. Схема комплексного геотермального теплоснабжения с применением пикового догрева и тепловых насосов: 1 – скважина; 2 – водоочистка; 3 – насосная станция;4 – транзитный теплопровод; 5 – пиковый догреватель; 6 – система отопления; 7 и 12 – смесители; 8 – конденсаторы; 9 – испарители;10 – система горячего водоснабжения; 11 – бак-аккумулятор
Второй поток воды источника Q2 через вентиль B поступает в смеситель 12 и сеть горячего водоснабжения. Если температура геотер-мальной воды ниже температуры tR, то вода догревается до tRв котель-ной 5 и через вентиль B2 поступает в систему горячего водоснабжения в количестве QR.
С целью повышения отопительного коэффициента и обеспечения более гибкого регулирования теплонасосные агрегаты включаются в систему теплоснабжения по последовательно-противоточной схеме так, чтобы нагрев воды в конденсаторе 8 и охлаждение сбрасываемой воды в испарителях 9 осуществлялось в несколько ступеней.
Двухконтурной системы геотермального теплоснабжения с использова-нием фенолсодержащей минерализованной термальной воды с темпера-турой 80 °C. Применялся пластинчатый теплообменник с пластинами из угле-родистой стали, защищенными от воздействия агрессивной термальной воды полимерным покрытием, разработанным в ЭНИНе.
Геотермальные установки со струйными насосами
Геотермальные установки с использованием пароводяной смеси, поступающей непосредственно из геотермальной скважины, или пара после сепараторов ГеоТЭС и струйных насосов-инжекторов предназна-чены для горячего водо- и теплоснабжения и для реинжекции сливных вод в пласт через скважины закачки. Они могут существенно (в 2…3 раза) снижать минерализацию солей в воде благодаря смешению с холодной и слабоминерализованной водой из поверхностных источ-ников.
Струйный насос (инжектор-конденсатор) работает как насос, под-нимающий воду из источника и подающий ее потребителю; он нагрева-ет ее и может менять ее минерализацию. В камере смешения струйного аппарата, являющейся эффективным теплообменником смешивающего типа, происходит ее интенсивный нагрев. Струйный насос содержит па-ровое и жидкостное сопла, камеру смешения и диффузор. Он не требует ухода, достаточно дешев и несложен в изготовлении и обслуживании. В нем отсутствуют трущиеся и вращающиеся детали, что гарантирует длительный срок службы.
Лекция 9
Источник
