RU2064141C1 - Геотермальная энергетическая установка - Google Patents
Геотермальная энергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2064141C1 RU2064141C1 RU93009533A RU93009533A RU2064141C1 RU 2064141 C1 RU2064141 C1 RU 2064141C1 RU 93009533 A RU93009533 A RU 93009533A RU 93009533 A RU93009533 A RU 93009533A RU 2064141 C1 RU2064141 C1 RU 2064141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- channel
- collecting device
- coolant
- installation according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Abstract
Использование: в области подземного тепла. Сущность изобретения в расположенную под поверхностью земли 1 установку через загружающий канал 3 поступает жидкий теплоноситель от источника 6, проходит через теплособирающее устройство 5 и покидает установку через добывающий канал 4, поступая в приемник 7. Стенки этого тракта являются непроницаемыми для теплоносителя. Добывающий 4 и загружающий 3 каналы теплоизолированы 9 от окружающей породы. Нижние уровни теплоизоляции (нижние концы каналов) расположены на разных уровнях так, что нижний конец добывающего канала расположен выше, чем нижний конец загружающего. Нагреваемый от подземного тепла в теплособирающем устройстве теплоноситель имеет меньшую плотность, стремится подняться вверх через канал 4, т. к. более низкое положение нижнего конца загружающего канала 3 препятствует обратному движению теплоносителя. Создаваемый таким образом поток теплоносителя переносит тепло наверх, а постоянство потока поддерживается тем, что нагретый теплоноситель покидает систему, поступая в приемник 7, расположенный приблизительно на уровне верхнего конца загружающего канала. Предусмотрен ряд решений для повышения теплообмена между породой и теплоносителем. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области использования подземного тепла и касается устройств, использующих жидкий теплоноситель.
Известные решения используют, как правило, или использование термодиффузии нагреваемого теплоносителя через поступающий сверху холодный [1] или прокачку с помощью насосов теплоносителя через трубы, опущенные на необходимую глубину [4] или закачку теплоносителя в зону пористости или трещиноватости и последующая откачка теплоносителя насосами и подъем на поверхности Земли [2, 3]
Известна геотермальная энергетическая установка, содержащая размещенные в толще Земли вертикальные загружающий и добывающий каналы, верхние концы которых расположены на поверхности Земли и соединены соответственно с источником и приемником теплоносителя, а нижние размещены на разных уровнях и соединены теплособирающим устройством с образованием непроницаемого тракта для перемещения теплоносителя [5] /прототип/.
Известна геотермальная энергетическая установка, содержащая размещенные в толще Земли вертикальные загружающий и добывающий каналы, верхние концы которых расположены на поверхности Земли и соединены соответственно с источником и приемником теплоносителя, а нижние размещены на разных уровнях и соединены теплособирающим устройством с образованием непроницаемого тракта для перемещения теплоносителя [5] /прототип/.
Недостатком этого устройства является то, что превращение теплоносителя в пар требует либо дополнительной энергии, либо пригодно для ограниченного количества районов.
Целью изобретения является повышение эффективности геотермальных энергетических установок [ГТЭУ]
На фиг. 1 изображена схема установки.
На фиг. 1 изображена схема установки.
На поверхности Земли расположены верхние концы вертикального загружающего канала (вход) 3 и вертикального добывающего канала (выход) 4, соединенные соответственно с источником теплоносителя 6 (холодного) и приемником нагретого жидкого теплоносителя 7, нижние концы каналов расположены на разных уровнях так, что нижний конец загружающего канала расположен выше, чем нижний конец канала 3, при этом оба нижних конца соединены с теплособирающим устройством 5. Вертикальные каналы 3 и 4 покрыты теплоизолирующим слоем 9. Теплособирающее устройство 5 имеет стенки с повышенной теплопроводностью и достаточную внутреннюю поверхность для нагрева внутреннего теплоносителя при его перемещении. Оно может быть выполнено, например, в виде змеевика или спирали для размещения геотермальной установки в одной скважине. Кроме того, оно может быть снабжено специальным приспособлением 8, усиливающим теплообмен, например радиатором, имеющим большую поверхность соприкосновения как с внутренним теплоносителем, так и с прилегающей земной породой или внешним теплоносителем, естественным при расположении теплособирающего устройства в водоносном слое или специально залитым, например, водой, в зону вокруг теплособирающего устройства через отдельный дополнительный канал 11 или через основной загружающий 3 с помощью дополнительного клапана(не показан). Вертикальные каналы 3 и 4 покрыты теплоизолирующим слоем 9.
На Фиг. 2 изображена схема установки с дополнительным каналом при расположении установки в зоне трещеватости или пористости 10. Установка содержит дополнительный канал 11 с входом 12, содержащим внешний теплоноситель.
Геотермальная энергетическая установка работает следующим образом. От внешнего источника теплоносителя 6 теплоноситель с температурой внешней среды (порядка 5 20oС) поступает в загружающий канал 3, заполняет теплособиращее устройство 5 и добывающий канал 4. При этом в вертикальном канале 3 температура теплоносителя сохраняется на уровне температуры источника, поскольку стенки выполнены с тепловой изоляцией от породы, например, покрыты теплоизолирующей пластмассой, или любым другим способом. Таким образом, каналы 3, 4, и 5 образуют систему сообщающихся сосудов и залитая в них вода находится в равновесии. Через некоторое время после заливки теплоносителя температура в устройстве 5 поднимется до температуры окружающей породы. Эта температура на глубине 1 км составляет в России, как правило, от 20o до 60oС, на Северном Кавказе до 70oС, а на Тянь-Шане до 90o С. На глубине 5 км в таких районах температура приближается к 100oС. При реальном значении глубины скважин 1500 2000 метров, можно ожидать перепады температур порядка 30o 60oС, особенно в холодное время года, когда температура источника близка к нулю, а необходимость в геотермальном тепле наибольшая. По мере нагрева более теплая вода из теплособирющего устройства 5 будет подниматься по каналу 4, но не пойдет в канал 3 из-за того, что устройство 5 расположено выше нижнего конца канала 3. Образовавшиеся при заливке воды сообщающиеся сосуды 3 6 4 будут отличаться тем, что вода в правой части 5 4 будет теплее, а, следовательно, иметь меньшую плотность. Т.к. верхний конец канала 4 находится на уровне верхнего конца канала 3, то столб воды в канале 4 не уравновешивает столб воды в канале 3. Теплоизоляция обоих каналов исключает влияние температуры окружающей породы и позволяет эффективно использовать тепловой напор. По мере нагрева воды из-за разности плотностей в сообщающихся сосудах теплоноситель постепенно начинает перемещаться в сторону выходного канала и выливаться в приемник воды 7, перенося туда приобретенную тепловую энергию.
Экономическая эффективность изобретения определяется возможностью создания автономной и достаточно простой установки, не требующей для своей работы дополнительных источников энергии, практически не требующей обслуживания, способной работать при ограниченном температурном перепаде.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зиров Н.А. Геотермосифон. // В сб. Безумные идеи НПК "Безумные идеи" 1990, с.26-27.
1. Зиров Н.А. Геотермосифон. // В сб. Безумные идеи НПК "Безумные идеи" 1990, с.26-27.
2. А. с. N 1638489, кл. F 24 J 3/08.
3. А. с. N 1657896, кл. F 04 J 3/08.
4. Дядькин Ю.Д. и др. Исследование и разработка рациональных систем извлечения и использования тепла. Изучение и использование тепла земли, М. Наука 1973, с.43.
5. Патент СССР N 20880, кл. F 24 J 3/08, 1931.
Claims (5)
1. Геотермальная энергетическая установка, содержащая размещенные в толще Земли вертикальные загружающий и добывающий каналы, верхние концы которых расположены на поверхности Земли и соединены соответственно с источником и приемником теплоносителя, а нижние размещены на разных уровнях и соединены теплособирающим устройством с образованием непроницаемого тракта для перемещения теплоносителя, отличающаяся тем, что загружающий и добывающий каналы выполнены теплоизолированными, их верхние концы размещены на одном уровне, а нижний конец добывающего канала размещен выше нижнего конца загружающего канала, при этом теплособирающее устройство выполнено из материала с высокой теплопроводностью.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплособирающее устройство выполнено в виде трубы, растянутой или свернутой в змеевик или спираль.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внешняя поверхности теплособирающего устройства составляет одно целое или соединена с устройством, усиливающим теплообмен, например радиатором или тепловой трубкой.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплособирающее устройство расположено в зоне искусственной или естественной трещиноватости или дробления, а установка содержит дополнительный вертикальный канал с открытым нижним концом, расположенным в указанной зоне, причем его верхний канал соединен с источником какого либо теплоносителя, не обязательно такого же, как в основном тракте.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплособирающее устройство расположено в области водоносного горизонта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93009533A RU2064141C1 (ru) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Геотермальная энергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93009533A RU2064141C1 (ru) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Геотермальная энергетическая установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93009533A RU93009533A (ru) | 1995-04-30 |
RU2064141C1 true RU2064141C1 (ru) | 1996-07-20 |
Family
ID=20137604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93009533A RU2064141C1 (ru) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Геотермальная энергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2064141C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11808488B2 (en) | 2018-08-12 | 2023-11-07 | Eavor Technologies Inc. | Energy recovery in geothermal wells |
-
1993
- 1993-02-19 RU RU93009533A patent/RU2064141C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент СССР N 20880, кл. F 24 J 3/08, 1931. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11808488B2 (en) | 2018-08-12 | 2023-11-07 | Eavor Technologies Inc. | Energy recovery in geothermal wells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4008709A (en) | Underground storage system for heating and cooling systems | |
US4445499A (en) | Ground-storage of heat such as solar heat | |
US7234314B1 (en) | Geothermal heating and cooling system with solar heating | |
RU2429428C2 (ru) | Система и распределительная цистерна для сети низкотемпературной энергии | |
EP0151843A1 (en) | System for efficiently exchanging heat with ground water in an aquifer | |
WO1983001272A1 (en) | Earth storage structural energy system | |
EP2462399A2 (en) | Arrangement and method for storing thermal energy | |
US9085412B1 (en) | Underground storage heating and cooling (USHC) system | |
US4361135A (en) | Cooperative heat transfer and ground coupled storage system | |
US8851066B1 (en) | Thermal energy storage system | |
US3580330A (en) | Geothermal system | |
Givoni | Underground longterm storage of solar energy—An overview | |
TWI616635B (zh) | 閉路型均溫裝置 | |
US20150345873A1 (en) | Underground storage heating and cooling (ushc) system | |
RU2064141C1 (ru) | Геотермальная энергетическая установка | |
CN202425391U (zh) | 日光温室大棚加热供暖装置 | |
JPS60178250A (ja) | 帯水層内の地下水を熱源および熱貯蔵所として使用する方法および装置 | |
FR2288276A1 (fr) | Procede de chauffage de locaux heliogeothermique a accumulation | |
US4733417A (en) | Steady state swimming pool heat exchanger | |
GB1563076A (en) | Heat accumulators | |
CN207350981U (zh) | 一种利用地热能的换热装置 | |
AU2010310897A1 (en) | Thermal regulation system | |
EP4063780B1 (en) | Device arrangement for accumulating excess heat in a natural water-permeable layer and for its recovery | |
CN220152157U (zh) | 一种原油伴热输送装置 | |
Hahne et al. | Experience with a solar heating ATES system for a university building |