ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

Геотермальное теплоснабжение - система теплоснабжения, которая использует теплоту земных недр с помощью теплоносителей — горячей воды или пара. Геотермальное теплоснабжение применяют для отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и технологических нужд предприятий, выработки электроэнергии. В Древнем Риме (II-III вв.) воды геотермальных источников использовали для терм (бассейнов, бань), в средние века горячие источники с температурой до 80°С — для бытового теплоснабжения. Геотермальное теплоснабжение развито в Венгрии, Исландии, Мексике, Новой Зеландии, США, Японии. В России первая геотермальная электростанция мощностью 5 МВт построена в 1966 на реке Паужетка (юг Камчатки).
Возможность применения геотермальных вод в системах теплохладоснабжеиия определяется сравнением их технико-экономических показателей с показателями традиционных теплоисточников. С учетом вида и количества потребителей геотермальной энергии, их взаимного расположения и необходимости срабатывания теплового потенциала геотермальной воды выбирают принцип, схему геотермального теплоснабжения: в районах со значительными геотермальными ресурсами — открытая система, зависимая схема снабжения геотермальной водой отопления и горячего водоснабжения; при ограниченных геотермальных ресурсах — открытая система подачи геотермальной воды для горячего водоснабжения с отоплением от другого источника; при температуре геотермальной воды выше расчетной для отопления — последовательная подача ее на отопление и горячее водоснабжение; при температуре геотермальной воды ниже расчетной для отопления — нараллельная или последовательная подача ее на отопление и горячее водоснабжение с пиковым догревом воды на отопление; при ограниченных геотермических ресурсах, высокой стоимости добычи и транспортировки геотермальной воды, системы с пиковым догревом и тепловыми насосами и комбинированной системы водяного и воздушного отопления; при равенстве дебита геотермальной воды и среднечасового расхода горячего водоснабжения — бессливные системы. В зависимости от химического состава и температуры геотермальной воды эти системы могут быть одноконтурными (без промежуточного теплообменника системы геотермального отопления) и двухконтурными (с промежуточным теплообменником), открытыми и закрытыми, с зависимым и независимым присоединением местного отопления к тепловой сети. Системы геотермального теплоснабжения включают в себя: термоводозабор, расположенный на месторождении теплоэиергетической воды; первичные тепловые сети (геотермальной воды); вторичные тепловые сети (негеотермальной воды) ; пункт сброса отработанной геотермальной воды в водоем или обратной закачки ее в грунт. В необходимых случаях в систему геотермального теплоснабжения включают пикопый источник теплоты, тогда она становится комбинированой геотермической системой теплоснабжения.
С целью защиты элементов тепловой схемы от агрессивного воздействия термальных вод применяют защитные покрытия, стойкие материалы, пластмассовые футеровки, коррозионные ингибиторы, антинакипную обработку. Для предотвращения отложений взвешенных веществ и шлама, а также удаления газов скорость теплоносителя в системах геотермального теплоснабжения должна быть не менее 0,2 м/с. Для срабатывания теплового потенциала предусматривают комплексное использование геотермальных вод в отопительных системах, на технологические нужды, на обогрев культивационных сооружений, в плавательных бассейнах, банно-прачечных комбинатах и т.п. Регулирование теплопотребления в системах геотермального теплоснабжения осуществляется на скважине, в пиковых котельных и тепло-насосных установках, в тепловых пунктах, на вводах в здание. Суточную неравномерность потребления термальной воды на горячее водоснабжение выравнивают с помощью баков-аккумуляторов геотермальной воды. В геотермальных системах отопления применяют преимущественно отопительные приборы с регулировкой теплоотдачи по воздуху. Особенности геотермального теплоснабжения затрудняющие его широкое развитие — относительно низкая энтальпия теплоносителя, снижающая возможность его транспортировки; рассредоточенность и отдаленность геотермальных месторождений от потребителей; снижение дебита скважины при интенсивной эксплуатации и отсутствии закачки отработанной воды в пласт; зарастание скважин и интенсивное накипеобразование в системах при высокой минерализации геотермальных вод; интенсивная коррозия металлических трубопроводов и оборудования вследствие насыщенности геотермальных вод агрессивными газами; вредное воздействие на окружающую среду сбросных термальных вод.
Эффективный метод защиты окружающей среды и в то же время поддержания пластовых давлений — закачка отработанных геотермальных вод в эксплуатационные пласты. Наиболее полное годовое использование дебита и теплового потенциала скважин обеспечивается при комплексных схемах геотермального теплоснабжения. Геотермальную воду из скважины направляют непосредственно на отопление и горячее водоснабжение (через бак-аккумулятор). Предусмотрен пиковый догрев геотермальной воды на отопление. На обратной линии систем отопления размещена теплонасосная установка. В летний период схема может эксплуатироваться в режиме хладоснабжения. Сезонные потребители (весенние теплицы, парники, бассейны и др.) включают по мере сокращения отопительно-вентиляционной нагрузки для выравнивания графика годового теплопотребления и равномерного использования дебита скважин. Для отопления теплиц применяют, как правило, воздушные системы с сосредоточенной или равномерной раздачей воздуха, работающие на полной рециркуляции. Геотермальную воду после системы отопления направляют в систему грунтового обогрева теплиц.
Системы геотермального теплоснабжения оценивают коэффециент энергетической эффективности, зависящим от степени срабатывания температурного перепада, степени использования максимальной нагрузки и дебита скважины, наличия пикового догрева.