РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ

Тип системы

Удельный расход теплоносителя, мс на 1 м площади КСЭ

Удельный объем аккумулятора, м на 1 м площади КСЭ

Размер частиц в галечном аккумуляторе, м

Высота

слоя гальки.

Угол наклона к горизонту, град

Ориентировочная площадь поверхности КСЭ (типа НПК-2 или СПК-1),

Система солнечного отопления (ССО) с КСЭ жидкостным

воздушным Система солнечного горячего водоснабжения (ССГВ) действия сезонного круглогодичного

Системы нагрева воды для плавательного бассейна с КСЭ

наклонным

горизонтальным

0,01-0,02 0,005-0,02

0,05-0,15 0,15-0,35

0,02-0,03

1-2,5

= Ф -t- 15

= Ф - 15 Р = Ф

Р = Ф

0,75-1,2

(0.5-0,65) (0,6-0,75)

ГЛАВА 17. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОТЫ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ВОД

17.1. Классификация геотермальных вод

Геотермальные воды являются новым перспективным источником тепловой энергии. Основные ресурсы геотермальных вод на территории СССР сосредоточены в районах Предкавказья, Закавказья, Западной Сибири, Дальнего Востока, Камчатки и Средней Азии.

В зависимости от теплового потенциала, химического и газового состава геотермальные воды условно классифицируются*:

а) по температуре, °С: слаботермальные ( < 40); термальные (40-60); высокотермальные (61-100) и перегретые (более 100);

б) по степени минерализации (сухой остаток, г/л): ультрапресные (до 0,1); пресные (0,1-1); слабосолоноватые (1-3); сильносолоноватые (3-10); соленые (10-35) и рассольные * (более 35);

в) по общей жесткости, мг-экв/л: очень мягкие (0-1,2); мягкие (1,2-2,8); средние (2,8-5,7); жесткие* (5,7-11,7) и очень жесткие* (более

11,7);

г) по кислотности, рН: сильнокислые*

* Геотермальные воды, отмеченные звездочкой, в системах теплоснабжения, как правило, не используются.

(<3,5); кислые* (3,5-5,5); слабокислые (5,5-6,8); нейтральные (6,8-7,2); слабощелочные (7,2-8,5); щелочные (> 8,5);

д) по газовому составу: сероводородные*, сероводородно-углекислые *, углекислые *, азот-но-углекислые, метановые, азотно-метановые, азотные;

е) по газонасыщенности, мл/л: слабая газонасыщенность (менее 100); средняя газонасыщенность (100-1000) и высокая газонасыщенность (более 1000).

В соответствии с «Основами водного законодательства Союза ССР и союзных республик» геотермальные воды, отнесенные в установленном порядке к категории лечебных, используются прежде всего для лечебных и курортных целей. В исключительных случаях органы по регулированию использования и охране вод могут разрешить применение геотермальных вод, отнесенных к категории лечебных, для целей теплоснабжения по согласованию с соответствующими органами здравоохранения и управления курортами.

По условиям залегания геотермальные воды платформенных областей относятся к пластовым водам, складчатых областей-в основном к трещинно-жильным.

17.2. Специфика геотермального теплоносителя

При проектировании систем геотермального теплоснабжения следует учитывать отличие геотермального теплоносителя от традиционного. Специфика геотермальных вод заключается в следующем:

а) одноразовость использования в системах теплоснабжения и постоянная температура в отличие от обычного теплоносителя, который возвращается после потребителя на повторный нагрев и температура которого регулируется в зависимости от климатических факторов. В системах геотермального теплоснабжения тепловой потенциал, не использованный потребителем, теряется безвозвратно. Технические решения систем теплоснабжения с использованием геотермальных вод для конкретных гидрогеологических параметров должны предусматривать максимальную глубину срабатывания теплового потенциала геотермальной воды и наибольшую равномерность использования расчетного дебита скважины в течение года;

б) сравнительно низкая температура, которая предъявляет определенные требования к выполнению геотермальных систем, предопределяя минимально возможную по техническим соображениям температуру обратной воды (с учетом возможности размещения отопительных приборов в отапливаемых помещениях зданий);

в) во многих случаях агрессивность, повышенная минерализация и жесткость; в зависимости от минерализации и химического состава возможны три способа использования геотермальных вод в системах теплоснабжения: с предварительной подготовкой воды, с применением промежуточных теплообменников и с непосредственной подачей геотермальной воды в систему теплоснабжения;

г) необходимость сброса или обратной закачки отработавшей геотермальной воды;

д) фиксированное расположение месторождения относительно потребителей тепла в отличие, например, от котельной, которая может быть размещена в центре тепловой нагрузки или в непосредственной близости от нее.

При разработке схем геотермального теплоснабжения следует стремиться к обеспечению максимального коэффициента эффективности ггеог при одновременном минимальном удельном расходе геотермальной воды на еди-

7 Зак 2000

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9 1,0

Рис. 17.1. Определение степени относительного увеличения расчетного дебита скважин

ницу расчетной тепловой нагрузки. Коэффициент эффективности представляет собой отношение реально используемого в течение года теплового потенциала скважины к суммарному количеству теплоты, которое могло бы быть получено при срабатывании годового дебита до некоторой условной температуры, в качестве которой принимается температура водопроводной воды в зимний период (5°С):

Лгеох = /га1 -.), (17.1)

где г =/г ~оЛт в - 5)-степень относительною срабатывания температурного перепада; z-степень относительного использования максимума нагрузки, определяемая по табл. 17.1; -степень относительного увеличения расчетного дебита скважины, принимается по графику рис. 17.1; </,-доля в годовом тепловом балансе системы геотермального теплоснабжения таких элементов, которые, используя топливо (например, пиковый догрев), выравнивают потребление геотермальной воды во времени и сокращают ее удельный расход на единицу расчетной тепловой нагрузки (рис. 17.2); t и f-расчетные температуры теплоносителя, поступающего к данному потребителю (с учетом пикового догрева) и обратного (сбросного или закачиваемого в пласт), °С; f-температура геотермальной воды на устье скважины, °С. В табл 17 1 приняты следующие обозначения: "сез-продолжительность отопительного сезона, ч; для систем вентиляции х определяется с учетом расчетной продолжительности работы в сутки; и Фср вент-средние за сезон коэффициенты отпуска теплоты для систем отопления и вентиляции, определяемые по формуле

Фср = - срДе - 4), (17.2)

где температура воздуха в обслуживаемых поме-

trX10

0,6tr-tr.a

Рис. 17.2. График для определения доли пикового догрева при отопленпп

щениях, °С; /„-расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления или вентиляции, °С; ер-средняя температура наружного воздуха за период работы отопительной или вентиляционной установки, °С; х.-коэффициент использования скважины, представляющий собой отношение фактического годового отбора геотермальной воды к про-

б) п

0.6 0.5 0,4 0,д

40 "С

Рнс. 17.3. Графики для определения тов /4 и л

О 10 20 30 40 50

ескпх коэффнциея-

ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ z и т„.

ТАБЛИЦА 17.1

Потребитель

Степень использования максимума нагрузки

Коэффициент использования скважины

Системы отопления с непосредственной подачей геотермальной воды

с предварительным пиковым догре-вом геотермальной воды

Системы вентиляции с непосредственной подачей геотермальной воды

с предварительным пиковым догре-вом геотермальной воды

Системы горячего водоснабжения с непосредственной подачей геотермальной воды

8500

:» Фср

8500

Тсез Фс,

8500

. Фср ш

8500 5500 -Ь 0,35 т,„

8500

С, .-О

(г . - - 5) - Ф,р о, (f - f. - 5)

от =-+

8500

(то,, - Фот (fr . - t;"") 8500 . - /. - 5) - ф„ (f"" - f. - 5) Ст . - О

„ - 2,j„---

Ст.-О-Фср ..„тс:-о

(Тс«-Т„)ф,ентСт .-Г")

8500 8500 (t, .-/,)- ф„„, (Г""" - О 6800 Л- 0,2

8500

/1 - V"

изведению 8500 G,,; Tq = ---продолжительность работы пикового догрева, ч\ А ia и-эмпирические коэффициенты, определяемые по графикам на рис. 17.3; и фяд-относительные коэффициенты отпуска теплоты, средние за период с момента отключения пикового догрева до окончания отопительного сезона и подогрева приточного воздуха, определяемые по выражению

(17.3)

где и ф,-коэффициенты отпуска теплоты, соответствующие моментам отключения пикового догрева и окончания отопительного сезона:

Ф?Г =

(17.4)