Техника - молодёжи 1959-05, страница 9

UOCOflAEMOE

■TaSu'i. ''л ■

• ^диЯг л»/

- •

Топливо, которое ежегодно расходуется в нашей стране на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, если бы его перевести на каменный уголь, составило бы половину годовой добычи в СССР.

Можно ли сократить эти расходы?

Геотермики — специалисты, изучающие тепловой режим земной коры, — считают, что самой дешевой системой отопления является использование подземного тепла.

Известно, что при углублении в землю температура увеличивается. Расстояние, на которое надо углубиться, чтобы температура увеличилась на 1°С, обычно называют температурной ступенью. Средняя величина этой ступени равна примерно 33 м. В некоторых районах она снижается до 2—3 м. А есть много и таких мест, где ключи горячей воды выходят прямо на поверхность земли.

Горячая вода в земной коре существует везде, где имеются водопроницаемые породы. Температура ее зависит от глубины залегания и теплового режима участка земной коры. Современная буровая техника позволяет вывести горячую воду на поверхность с весьма значительных глубин. Такая вода представляет собой своеобразное полезное ископаемое.

От других видов полезных ископаемых горячая подземная вода отличается многими благоприятными особенностями. Ее запасы практически неисчерпаемы.

Министерство геологии и охраны недр СССР, Лаборатория гидрогеологических проблем Академии наук СССР и другие научно-исследовательские институты и организации проводят сейчас большую работу по выявлению ресурсов подземного тепла. В целом ряде крупных районов СССР горячие воды обнаружены на глубине 1,5—2 тыс. м, а на глубине 3 тыс. м они обычны. Эти воды образуют целые артезианские бассейны, занимающие площади в десятки и сотни квадратных километров. Из них уже известны крупные бассейны на Кавказе— Кубанский, Терский, Ставропольский, Дагестанский и бассейны Грузии и Армении. В Европейской части РСФСР горячие подземные воды обнаружены в районе Волго-Дона, в районах городов Куйбышева, Саратова, Сталинграда, Ярославля, Котельнича, Солигалича и многих других.

Выделяется по размерам Западно-Сибирский артезианский бассейн, площадь которого составляет около 3 млн. кв. км. Он охватывает города Омск, Саргатск, Татарск, Ба-рабинск, Купино и другие. В Северном Забайкалье на территории в 670 тыс. кв. км горячие подземные воды выходят на поверхность сами в виде горячих ключей. Здесь насчитывается до 60 горячих источников с суммарным расходом около 2 тыс. м³/час. Многочисленны горячие источники на Камчатке и Курильских островах. Имеются они и в Хабаровском крае, и на Чукотке в бассейнах рек Колымы и Индигирки, и на морском побережье Чукотки.

Однако далеко не везде вода будет иметь температуру, достаточную для отопления. Принято считать, что перед отопительными приборами температура воды должна быть не менее 90°С, а за ними 70°С. При снижении этих температур поверхности нагрева отопительных приборов должны быть значительно увеличены. Вследствие этого вырастут и затраты металла на сооружение отопительных систем, что экономически очень невыгодно.

Как же использовать для отопления горячую подземную воду, температура которой равна в среднем 70°С?

Оказывается, это вполне возможно осуществить с помощью так называемых «тепловых насосов».

Известно, что с помощью простого насоса можно перекачать жидкость из нижнего сосуда в верхний. Точно так же

с помощью теплового ттшшш^тттяшяяитштт насоса можно передать

ВНИМАНИЮ тепло от тела менее на

гретого к телу более

(ОВ НАРХО )0В

И а карту СССР нанесены местности, где выгодно использовать тепло Земли с помощью тепловых насосов.

нагретому. Конечно,, для привода такого насоса требуется затрата энергии. Но количество этой энергии много меньше количества тепла, которое после теплового насоса становится пригодным для использования.

На цветной вкладке показана схема теплонасосной установки. Подземная горячая вода с температурой 70°С из скважины поступает в расширитель, в котором специальным компрессором поддерживается разрежение. При давлении, равном 0,16 атм, вода в расширителе кипит при температуре 55°С. При этом часть поступившей из скважины воды превращается в пар (теплосодержание — 554 ккал/кг). Этот пар отсасывается компрессором и сжимается до 0,72 атм, благодаря чему теплосодержание его увеличивается до 635 ккал/кг.

При давлении 0,72 атм пар имеет температуру конденсации 90°С и направляется в смешивающий подогреватель сетевой воды. В этом подогревателе пар конденсируется, отдавая все свое тепло сетевой воде, которая нагревается от 70 до 90°С.

После смешивающего подогревателя сетевая вода насосом перекачивается к потребителям тепла. В нагревательных приборах потребителей она охлаждается от 90 до 70°С и возвращается в смешивающий подогреватель теплонасосной установки. Часть сетевой воды может разбираться из отопительной системы на нужды горячего водоснабжения — на души, прачечные и прочее. Горячая подземная вода, имеющая после расширителя температуру 55°С, может быть использована для теплично-парниковых хозяйств, для обогрева открытого грунта, для оранжерей, открытых и закрытых плавательных бассейнов и прочих нужд.

Расчеты показывают, что для получения 1 млн. ккал тепла необходимо затратить на привод компрессора 150 квт-ч электроэнергии. Если эту электроэнергию превратить в тепло в каком-либо нагревательном приборе, то мы получим всего 129 тыс. ккал. Следовательно, в нашей установке около 13% тепла получается за счет расхода электроэнергии на компрессор, а 87%—за счет подземного тепла. Эти цифры весьма красноречиво говорят сами за себя!

При широком использовании подземного тепла может быть намного сокращен расход топлива, очистится от загрязнений воздух и улучшатся санитарные условия в населенных пунктах. Появятся неограниченные возможности для развития теплично-парниковых хозяйств и оранжерей. Можно будет не только круглый год удовлетворять потребность населения в свежих овощах, но выращивать персики и апельсины, черешню и виноград в таких местах, как Колыма и Чукотка, Курильские острова и Камчатка. Появятся возможности выращивать в оранжереях цветы. Розы, гладиолусы, астры станут доступными для населения в любое время года.

БИП-БИП: Хорошо! Здесь можно и отдохнуть и чайку попить.

ЛЮБОЗНАЙИИН: Где твоя проницательность, Бип? Этот дар природы достоин лучшего применения! Я вижу на месте этих искусственных гейзеров тысячи гектаров цветущих теплиц и плантаций; города, обогреваемые энергией, идущей из чрева Земли...