Прямой геотермальный нагрев

Геотермальная энергия – гейзеры.

При прямом геотермальном нагревании горячая вода из источников (нагретые грунтовые воды) используется для обогрева домов и предприятий, а также в снегоплавильных установках, парниках и на рыбных фермах. Лучше всего для этих целей подходят источники горячей воды с температурой от 10 до 149 градусов Цельсия. В 2005 году 72 страны сообщили о прямом использовании геотермальной энергии, обеспечивая при этом потребление более 16000 мегаватт. Страны, которые используют геотермальное нагревание напрямую: Франция, Германия, Исландия, США и Китай.

Термальные источники давно привлекают людей как место рекреации, приготовления пищи и купания. Северо-американские индейцы оставили следы своего пребывания на термальных источниках. В Японии веками грелись в термальных водах. Древние римляне строили бани, обогреваемые природными термальными источниками. Считалось, что термальная вода благоприятно влияет на здоровье. Современные спа-методики построены на древних познаниях о целебных свойствах термальной воды.

Первое упоминание прямого использования тепла природных источников принадлежит Помпеям (Италия), здесь вода из горячих источников отапливала несколько зданий. В XIV веке во французской деревне поступали так же. Когда была заселена Исландия, многочисленные горячие источники этой страны использовались для купания и стирки. Идея использовать источники появилась в 1755-56 гг., когда были пробурены первые термальные скважины. Однако из этих скважин ничего не появилось. Первая попытка масштабного использования геотермальной энергии в Исландии датируется 1928 годом. Пробурены новые термальные скважины, и в 1930 г. местная школа стала первым зданием, обогреваемым с помощью горячих источников. Сегодня прямое геотермальное нагревание используется для отопления большинства домов Исландии.

Первая современная система геотермального отопления появилась в США, в западном городе Боиз (шт. Айдахо). Бурение геотермальных скважин началось в 1890 г. К 1892 г. в Бойзе дома уже отапливались с помощью природных источников.

Существует два типа систем, использующих термальную воду для обогрева зданий. В системе, которая появилась первой, насосы выкачивают горячую воду из геотермального месторождения и направляют прямо в систему отопления. Большинство этой воды после охлаждения возвращается в подземное водохранилище. В современных системах горячая вода попадает в теплообменник, содержащий жидкость, поглощает тепло из воды. Нагревающаяся жидкость, в качестве которой может использоваться вода, по отдельному замкнутому контуру системы отопления проходит через здания. В системе, использующей теплообменник, термальная вода и нагреваемая жидкость разделяются. Делается это потому, что грунтовые воды могут содержать растворенные соли и минералы, которые могут засорить систему отопления. Выкачиваемая из недр земли вода возвращается под землю, чтобы не истощать месторождение.

Геотермальная система прямого нагрева оказывает минимальное влияние на окружающую среду. В системах раннего поколения нагретая вода возвращалась под землю, чтобы сохранить месторождение. В новых системах горячая вода достигает теплообменника и тут же возвращается под землю. Системы прямого нагрева зависят от выкачиваемой воды, при этом насосы работают благодаря ископаемому топливу. Таким образом, геотермальные системы прямого нагрева косвенно увеличивают выбросы CO₂. Однако такие системы существенно уменьшают количество ископаемого топлива, используемого для работы отопительных сетей.