Геотермальное теплоснабжение
Системы геотермального централизованного теплоснабжения в основном применяются в Европе (лидеры — Франция и Испания), а также в Китае, Японии и Турции. В США преобладают системы геотермального отопления отдельных домов. Наиболее активно и широко (в 26 странах) развиваются геотермальные тепловые насосы. С 1995 по 2000 год увеличение их мощностей составило почти 59% и достигло 6850 МВт с годовой выработкой 23 000 ТДж, при их общей численности более 600 000 . Диапазон их единичной мощности варьирует от 5,5 кВт (Польша и Швеция) для применения в жилом секторе до 150…200 кВт (Германия и США) для промышленных нужд.
Широкое распространение получили следующие способы извлечения первичного тепла:
— скважины с геотермальной водой;
— горизонтальные грунтовые теплообменники;
— скважные теплообменники типа «труба в трубе»;
— конструкционные теплообменники в опорах фундаментов и элементах конструкций зданий.
В большинстве случаев для работы компрессоров тепловых насосов применяется электропривод. Наблюдается тенденция снижения верхнего температурного уровня (температура потребителя) в системах теплоснабжения до 30…40 °С с применением подпольного обогрева, что позволяет уменьшить электропотребление компрессоров и повысить эффективность тепловых насосов в целом.
Сегодня ежегодный прирост количества тепловых насосов составляет около 50 000 шт. в год. Среди них 46% — с использованием закрытых вертикальных теплообменников, 38% — горизонтальных и 15% — открытых систем [55].
Россия, как северная страна с большой территорией, в первую очередь нуждается в развитии локальных систем теплоснабжения с использования тепловых насосов.
Использование тепловых насосов на основе грунтового тепла является высокоэффективным при создании локальных систем теплофикации и подачи горячей воды в крупных городах.
В настоящее время эти технологии получили развитие в Москве и других городах России. При строительстве аквадрома и ряда зданий Москвы предусмотрено применение тепловых насосов для систем нагрева воды и отопления.
На юго-западе Москвы успешно работает система горячего водоснабжения 18-этажного жилого дома. Использование тепла грунта (отремонтировано шесть скважин-теплообменников на глубине 30 метров) в тепловых насосах вместе с утилизацией тепла вентиляционных выбросов позволяет обеспечить более дешевое, бесперебойное, круглогодичное горячее водоснабжение дома.
Теплоснабжение ряда потребителей Елизовского района Камчатской области, расположенных в 20 — 30 км от г. Елизово, в пос. Паратунка и Термальный — базируется на прямом использовании геотермального тепла. Горячая вода для теплоснабжения поступает с Паратунского месторождения термальных вод (утвержденные эксплуатационные запасы составляют 23,3 тыс. м3/сут воды со средней температурой 77 °С), которое эксплуатируется ГП «Камчатбургеотермия» с 1969 года.
Использование геотермальной воды позволило надежно обеспечить теплом население, предприятия и лечебно-оздоровительные учреждения, расположенные в долине реки Паратунка. В этом районе тепло Земли используется для отопления и горячего водоснабжения, выращивания овощей, фруктов и цветов, разведения лососевых рыб, в оздоровительных целях в бассейнах с термальной водой.
С целью перевода теплоснабжения г. Елизово на местные геотермальные ресурсы предполагается создать экологически чистую геотермальную систему теплофикации с теплонасосной станцией, обеспечивающей нагрев сетевой воды в отопительный период максимум до 95°С и максимальное использование потенциала геотермального теплоносителя.
Обеспечение электроэнергией Елизовского района, включая питание компрессоров тепловых насосов, будет осуществляться также за счет использования геотермальных ресурсов. Электроэнергия будет подаваться от комплекса ГеоЭС, уже работающих на Мутновском месторождении.