RU2341736C2 - Method of usage geothermal energy "fill well" - Google Patents
Method of usage geothermal energy "fill well" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341736C2 RU2341736C2 RU2006139448/06A RU2006139448A RU2341736C2 RU 2341736 C2 RU2341736 C2 RU 2341736C2 RU 2006139448/06 A RU2006139448/06 A RU 2006139448/06A RU 2006139448 A RU2006139448 A RU 2006139448A RU 2341736 C2 RU2341736 C2 RU 2341736C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- well
- geothermal energy
- pump
- heat pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/30—Geothermal collectors using underground reservoirs for accumulating working fluids or intermediate fluids
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам извлечения геотермальной энергии массива горных пород и может найти применение при обогреве зданий, сооружений, в частности индивидуальных жилых домов, за счет преобразования геотермального тепла земной коры в тепловых насосах, а также в гидрометаллургии для снижения энергоемкости систем подземного выщелачивания минералов, включающих массивы добывающих и поглотительных (инфильтрационных) буровых скважин.The invention relates to methods for extracting geothermal energy from a rock mass and can find application in heating buildings, structures, in particular individual residential buildings, by converting the geothermal heat of the earth's crust in heat pumps, as well as in hydrometallurgy to reduce the energy intensity of underground mineral leaching systems, including massifs of production and absorption (infiltration) boreholes.
Известен способ использования геотермальной энергии массива горных пород путем создания циркуляции теплоносителя из системы забора тепла (буровой скважины с установленньм "U"-образным герметичным коллекторным трубопроводом, заполненным незамерзающим раствором - теплоносителем), к тепловому насосу, передачи тепла, собранного теплоносителем, хладагенту теплового насоса, изменения агрегатного состояния хладагента и нагрева хладагентом теплового насоса теплоносителя системы распределения тепла, передающей тепло к нагревательньм и отопительным приборам. (Stiebel Eltron, "Wärmepumpen-systeme. Technik zum Wohlfühlen", http: www.stiebel-eitron.com).There is a method of using geothermal energy of a rock mass by creating a heat carrier circulation from a heat intake system (a borehole with an installed "U" -shaped sealed manifold pipe filled with a non-freezing solution - heat carrier), to a heat pump, transferring heat collected by the heat carrier, heat pump coolant , changes in the state of aggregation of the refrigerant and heating of the heat pump of the heat carrier with the coolant of the heat distribution system that transfers heat to the heating and itelnym devices. (Stiebel Eltron, "Wärmepumpen-systeme. Technik zum Wohlfühlen", http://www.stiebel-eitron.com).
Известный способ обеспечивает следующий процесс:The known method provides the following process:
Коллекторная жидкость (теплоноситель системы забора тепла) нагревается, проходя по "U"-образному трубопроводу, помещенному в скважину, и подается из скважины на поверхность, в тепловой насос. Затем, внутри теплового насоса, теплоноситель, проходя через теплообменник (испаритель), отдает собранное в скважине тепло во внутренний контур теплового насоса, заполненный хладагентом. Охлажденный теплоноситель возвращается в скважину, в которой он опять забирает тепло, и опять подается из скважины на поверхность, в тепловой насос, т.е. теплоноситель постоянно циркулирует в "U"-образном трубопроводе.The collector fluid (coolant of the heat intake system) is heated by passing through an “U” -shaped pipe placed in the well and fed from the well to the surface, to the heat pump. Then, inside the heat pump, the heat carrier passing through the heat exchanger (evaporator) transfers the heat collected in the well to the internal circuit of the heat pump filled with refrigerant. The cooled coolant returns to the well, in which it again takes heat, and again is fed from the well to the surface, to the heat pump, i.e. the coolant constantly circulates in the "U" -shaped pipeline.
Хладагент теплового насоса имеет очень низкую температуру кипения. Проходя через испаритель, хладагент переходит из жидкого в газообразное состояние. Это происходит при низком давлении и температуре -5°С. Из испарителя газообразный хладагент попадает в компрессор, где сжимается до состояния высокого давления, вследствие чего температура хладагента повышается. Далее горячий газ поступает во второй теплообменник, конденсатор.The heat pump refrigerant has a very low boiling point. Passing through the evaporator, the refrigerant passes from liquid to gaseous state. This occurs at low pressure and a temperature of -5 ° C. From the evaporator, gaseous refrigerant enters the compressor, where it is compressed to a state of high pressure, as a result of which the temperature of the refrigerant rises. Next, the hot gas enters the second heat exchanger, the condenser.
В конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из обратного трубопровода системы распределения тепла. Хладагент отдает свое тепло в систему распределения тепла, охлаждается и снова переходит в жидкое состояние. При прохождении хладагента через специально предусмотренный редукционный клапан давление хладагента понижается, и хладагент снова попадает в испаритель, где цикл повторяется снова, а нагретый до 55...65°С теплоноситель системы распределения тепла поступает к отопительным или нагревательным приборам.In the condenser, heat exchange occurs between the hot gas and the coolant from the return pipe of the heat distribution system. The refrigerant transfers its heat to the heat distribution system, cools, and again goes into a liquid state. When the refrigerant passes through a specially provided pressure reducing valve, the refrigerant pressure decreases and the refrigerant enters the evaporator again, where the cycle repeats and the heat transfer system heat carrier heated to 55 ... 65 ° C is supplied to the heating or heating devices.
Недостатком известного способа является низкая эффективность отбора геотермальной энергии.The disadvantage of this method is the low efficiency of the selection of geothermal energy.
В случае использования в качестве источника тепла скалистой породы трубопровод с теплоносителем, имеющий форму буквы «U», опускается в скважину. Для предварительных расчетов используют следующее соотношение - на 1 метр скважины приходится 50...60 Вт тепловой энергии. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной 170 метров, либо несколько неглубоких, более дешевых скважин той же расчетной глубины. Скважина может быть как сухая, так и вскрывающая горизонт грунтовых вод, т.е. частично заполнена водой.In the case of using rocky rock as a heat source, a pipeline with a coolant in the form of the letter “U” is lowered into the well. For preliminary calculations, the following ratio is used: 50 ... 60 W of thermal energy falls per 1 meter of a well. Thus, to install a heat pump with a capacity of 10 kW, you need a well with a depth of 170 meters, or several shallow, cheaper wells of the same calculated depth. The well can be both dry and revealing the horizon of groundwater, i.e. partially filled with water.
При отсутствии потребления вода из скважины, ее уровень не меняется - часть скважины от поверхности земли до отметки статического уровня заполнена воздухом (теплопроводность 26 200 Вт/(м·К)), а другая часть ниже отметки статического уровня до дна заполнена водой (теплопроводность 548 000 Вт/(м·К)), т.е. теплообмен трубопровода с теплоносителем через воду происходит в 20 раз интенсивнее, чем через воздух.In the absence of consumption of water from the well, its level does not change - part of the well from the ground to the static level is filled with air (thermal conductivity 26,200 W / (m · K)), and the other part below the static level to the bottom is filled with water (thermal conductivity 548 000 W / (mK)), i.e. heat transfer of the pipeline with the coolant through water occurs 20 times more intensively than through air.
Таким образом, наиболее интенсивно теплообмен между трубопроводом с теплоносителем и скалистой породой происходит через воду, в подводной части «U»-образного трубопровода, следовательно, скважина используется эффективно не на всю глубину, а так называемая «активная глубина скважины» при использовании известного способа располагается ниже отметки статического уровня, до дна скважины, т.е. известному способу присуща низкая эффективность отбора геотермальной энергии за счет неполного использования глубины скважины.Thus, the most intensive heat exchange between the pipeline with the coolant and the rock occurs through water, in the underwater part of the "U" -shaped pipeline, therefore, the well is not used effectively to the full depth, and the so-called "active well depth" when using the known method is below the static level mark, to the bottom of the well, i.e. The known method is characterized by low efficiency of the selection of geothermal energy due to the incomplete use of the depth of the well.
К числу дополнительных недостатков известного способа следует отнести: излишнюю материалоемкость и необходимость дополнительных инвестиционных расходов за счет использования дополнительной нерабочей длины «U»-образного трубопровода и дополнительного количества теплоносителя для его заполнения, а также необходимы дополнительные затраты на бурение скважины и установку обсадных труб на глубину от поверхности земли до отметки статического уровня воды.Among the additional disadvantages of this method include: excessive material consumption and the need for additional investment costs due to the use of additional non-working length of the "U" -shaped pipeline and an additional amount of coolant to fill it, as well as additional costs for drilling a well and installing casing pipes to a depth from the surface of the earth to the level of static water level.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ использования геотермической энергии массива горных пород, при котором пластовая жидкость (грунтовая вода) транспортируется из заборной скважины к тепловому насосу, передает тепло хладагенту теплового насоса, хладагент, изменяя свое агрегатное состояние, нагревает теплоноситель системы распределения тепла, передающей тепло к отопительным приборам, а охлажденная пластовая жидкость(грунтовая вода) сбрасывается в дополнительную инфильтрационную скважину (Заявка РФ №94033853, МПК F25В 13/00, 1994 г.; а.с. СССР №458691, МПК F25B 29/00,1975 г).The closest in technical essence to the proposed one is a method of using geothermal energy of a rock mass, in which formation fluid (ground water) is transported from an intake well to a heat pump, transfers heat to the heat pump refrigerant, the refrigerant, changing its state of aggregation, heats the heat carrier of the heat distribution system transferring heat to heating appliances, and the cooled formation fluid (groundwater) is discharged into an additional infiltration well (Application RF No. 94033853, IPC
К недостаткам известного способа относится низкая эффективность отбора геотермальной энергии, т.к. передача тепла от грунтовой воды за счет непрерывного обмывания теплообменника с хладагентом теплового насоса происходит на поверхности, а внутреннее пространство заборной скважины не используется.The disadvantages of this method include the low efficiency of the selection of geothermal energy, because heat transfer from groundwater through continuous washing of the heat exchanger with the heat pump refrigerant occurs on the surface, and the interior of the intake well is not used.
Цель изобретения - повышение эффективности отбора геотермальной энергии системой забора тепла теплового насоса и повышение эффективности системы распределения тепла теплового насоса.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the selection of geothermal energy by the heat pump heat extraction system and to increase the efficiency of the heat distribution system of the heat pump.
Поставленная цель достигается тем, что при способе извлечения геотермальной энергии массива горных пород путем создания циркуляции теплоносителя в коллекторе системы забора тепла, расположенного в буровой скважине, к тепловому насосу, передачи тепла собранного теплоносителем системы забора тепла, хладагенту теплового насоса, изменения агрегатного состояния хладагента и нагрева хладагентом теплоносителя системы распределения тепла, разделяют герметичной перемычкой ствол скважины на зону всасывания, расположенную ниже герметичной перемычки и зону нагнетания, расположенную выше герметичной перемычки, причем зону нагнетания полностью заполняют теплопроводной жидкостью и в ней размещают коллектор системы забора тепла теплового насоса.This goal is achieved by the fact that with the method of extracting geothermal energy from a rock mass by creating a heat carrier circulation in a collector of a heat intake system located in a borehole to a heat pump, transferring heat collected by the heat carrier to a heat intake system, a heat pump coolant, changing an aggregate state of a refrigerant and heating with a coolant of a heat transfer system of a heat distribution system, a wellbore is separated by a sealed jumper into a suction zone located below the sealed eremychki and discharge zone located above the sealed webs, wherein the injection zone is completely filled with thermally conductive liquid therein and arranged a heat pump system heat intake manifold.
В качестве теплопроводной жидкости, заполняющей зону нагнетания, используют пластовую жидкость.As the heat-conducting fluid filling the injection zone, formation fluid is used.
Теплообмен между жидкостью в зонах всасывания-нагнетания и горной породой производят через обсадную колонну скважины и герметичную теплопроницаемую перемычку, разделяющую зоны всасывания-нагнетания скважины.Heat exchange between the liquid in the suction-injection zones and the rock is carried out through the casing of the well and a sealed heat-permeable jumper separating the suction-discharge zones of the well.
В качестве герметичной перемычки разделяющей зоны всасывания-нагнетания скважины используют пакер устройства для беструбного подъема жидкости из скважин.As the tight jumper of the separating zone of the suction-injection wells use a packer device for pipeless lifting of fluid from the wells.
В зоне нагнетания создают проточность пластовой жидкости, а в зоне всасывания создают разрежение в пластовой жидкости.In the injection zone, the flow of formation fluid is created, and in the suction zone, a vacuum is created in the formation fluid.
Разрежение в пластовой жидкости, в зоне всасывания, создают в области фильтровой колонны скважины.A vacuum in the reservoir fluid, in the suction zone, is created in the area of the filter column of the well.
Проточность пластовой жидкости в зоне нагнетания и разрежение в пластовой жидкости в зоне всасывания создают погружным насосом, соединенным с устройством для беструбного подъема жидкости из скважин.Flow of formation fluid in the injection zone and rarefaction in the formation fluid in the suction zone are created by a submersible pump connected to a device for pipeless lifting of fluid from wells.
Передача тепла хладагенту теплового насоса теплоносителем коллектора системы забора тепла, расположенного в зоне нагнетания скважины, и откачиваемой из скважины пластовой жидкостью производится в раздельных контурах циркуляции хладагента.Heat is transferred to the heat pump refrigerant by the heat carrier of the collector of the heat intake system located in the injection zone of the well and the formation fluid pumped out of the well in separate circuits of the refrigerant circulation.
Жидкость, закачиваемую в пласт через поглощающую скважину, нагревают путем помещения в поглощающую скважину теплообменника с замкнутым контуром циркуляции теплоносителя системы распределения тепла теплового насоса.The fluid pumped into the formation through an absorbing well is heated by placing a heat exchanger with a closed circuit of the coolant circulation of the heat pump heat distribution system in the absorbing well.
Жидкость, закачиваемую в пласт через поглощающую скважину, нагревают путем помещения в поглощающую скважину нескольких теплообменников с замкнутыми контурами циркуляции теплоносителя систем распределения тепла от нескольких тепловых насосов, подключенных к нескольким заборным скважинам.The fluid pumped into the formation through the absorbing well is heated by placing several heat exchangers with closed circuits of the heat carrier circulating heat distribution systems from several heat pumps connected to several intake wells into the absorbing well.
Передача тепла от хладагента теплового насоса теплоносителю системы распределения тепла производится в раздельных контурах циркуляции теплоносителя системы распределения тепла: в замкнутом и в разомкнутом.Heat is transferred from the heat pump refrigerant to the heat transfer medium of the heat distribution system in separate circuits of the heat transfer fluid in the heat distribution system: in closed and open.
В качестве теплоносителя разомкнутого контура системы распределения тепла теплового насоса используют растворяющий агент, закачиваемый в пласт через поглощающие скважины.As the open loop heat transfer medium of the heat pump heat distribution system, a solvent agent is used that is pumped into the formation through absorbing wells.
Сущность изобретения заключается в том, что:The invention consists in that:
Разделение ствола скважины герметичной перемычкой на зоны всасывания-нагнетания позволяет осуществить удержание столба жидкости в зоне нагнетания, т.е. обеспечивает полное заполнение ствола скважины жидкостью, и, создать теплопроводящий контакт между зоной нагнетания и зоной всасывания.The separation of the wellbore with a sealed jumper into the suction-discharge zones allows for the retention of the liquid column in the injection zone, i.e. provides full filling of the wellbore with liquid, and, create a heat-conducting contact between the injection zone and the suction zone.
Заполнение зоны нагнетания теплопроводной жидкостью и размещение в зоне нагнетания коллектора системы забора тепла теплового насоса обеспечивает максимальный теплообмен между коллектором и жидкостью в зоне нагнетания за счет полного использования глубины скважины.Filling the injection zone with heat-conducting fluid and placing a heat pump heat intake system in the discharge zone of the collector ensures maximum heat exchange between the collector and the liquid in the injection zone by fully utilizing the depth of the well.
Использование пластовой жидкости в качестве теплопроводной жидкости, заполняющей зону нагнетания, повышает экономичность системы забора тепла теплового насоса за счет снижения строительных издержек.The use of formation fluid as a heat-conducting fluid filling the discharge zone increases the efficiency of the heat pump heat extraction system by reducing construction costs.
Осуществление теплообмена между жидкостью в зонах всасывания-нагнетания и горной породой через обсадную колонну скважины и герметичную теплопроницаемую перемычку, разделяющую зоны всасывания-нагнетания скважины, обеспечивает максимально возможную площадь теплопередачи, т.е. повышает эффективность отбора геотермальной энергии.The heat exchange between the liquid in the suction-injection zones and the rock through the casing of the well and a sealed heat-permeable jumper separating the suction-discharge zones of the well provides the maximum possible heat transfer area, i.e. increases the efficiency of geothermal energy extraction.
Использование пакера устройства для беструбного подъема жидкости из скважин в качестве герметичной перемычки, разделяющей зоны всасывания-нагнетания скважины, позволяет обеспечить разделение ствола скважины на зоны всасывания-нагнетания на любой глубине, определяемой в зависимости от заданной мощности теплового насоса, что влияет на длину коллектора системы забора тепла теплового насоса, и, следовательно, на глубину его погружения в скважину. Таким образом, обеспечивается: удобство при монтаже, возможность регенерации и технического обслуживания скважины в процессе эксплуатации, использование серийного оборудования, что обеспечивает поддержание эффективного отбора геотермальной энергии в течение всего срока службы теплового насоса.Using the packer of the device for pipeless lifting of fluid from the wells as a sealed bridge separating the suction-injection zones of the well, allows the wellbore to be divided into suction-discharge zones at any depth, which is determined depending on the set power of the heat pump, which affects the length of the system header heat removal of the heat pump, and, therefore, to the depth of its immersion in the well. This ensures: ease of installation, the possibility of regeneration and maintenance of the well during operation, the use of serial equipment, which ensures the maintenance of effective selection of geothermal energy throughout the life of the heat pump.
Создание проточности пластовой жидкости в зоне нагнетания увеличивает интенсивность теплообмена между коллектором системы забора тепла теплового насоса и жидкостью в зоне нагнетания за счет обтекания жидкостью коллектора, т.е. повышается эффективность отбора геотермальной энергии. Создание в зоне всасывания разрежения в пластовой жидкости обеспечивает приток в ствол скважины из пласта новых порций жидкости с более высокой температурой, чем в зоне нагнетания, что также поддерживает интенсивный теплообмен между коллектором системы забора тепла теплового насоса и жидкостью в зоне нагнетания.Creating a flow of formation fluid in the discharge zone increases the heat transfer intensity between the collector of the heat pump heat transfer system and the fluid in the injection zone due to the flow around the reservoir fluid, i.e. increases the efficiency of the selection of geothermal energy. The creation of a vacuum in the suction zone in the formation fluid ensures that new portions of fluid with a higher temperature than in the injection zone flow into the wellbore, which also supports intense heat transfer between the collector of the heat pump heat intake system and the fluid in the injection zone.
Создание разрежения, в зоне всасывания, в области фильтровой колонны скважины, передаваемого в пласт, позволяет усилить приток пластовой жидкости в скважину за счет увеличения градиента давления на границе радиуса влияния скважины и в стволе скважины, что делает возможным создание притока пластовой жидкости в слабопроницаемых пластах (с малыми коэффициентами фильтрации) путем извлечения капиллярно-связанной жидкости в горной породе [3]. Таким образом, создается возможность откачки жидкости из ряда скважин, ранее попадавших в категорию "сухих", что также повышает эффективность отбора геотермальной энергии.The creation of rarefaction, in the suction zone, in the area of the filter column of the well being transferred to the formation, allows to increase the flow of formation fluid into the well by increasing the pressure gradient at the boundary of the radius of influence of the well and in the wellbore, which makes it possible to create a flow of formation fluid in low-permeable formations ( with low filtration coefficients) by extracting capillary-bound fluid in the rock [3]. Thus, it is possible to pump liquid from a number of wells that previously fell into the category of “dry”, which also increases the efficiency of the selection of geothermal energy.
Создание проточности пластовой жидкости в зоне нагнетания и разрежения в пластовой жидкости в зоне всасывания погружным насосом, соединенным с устройством для беструбного подъема жидкости из скважин, позволяет направленно воздействовать на интенсивность как притока жидкости в скважину, так и теплообмена между коллектором системы забора тепла теплового насоса и жидкостью в зоне нагнетания, либо увеличивая, либо уменьшая ее, в зависимости от потребности, т.е. повысить экономичность отбора геотермальной энергии.Creating a flow of reservoir fluid in the injection and rarefaction zone in the reservoir fluid in the suction zone by a submersible pump connected to a device for pipeless lifting of fluid from wells, allows you to directly affect the intensity of both fluid flow into the well and heat transfer between the collector of the heat pump heat intake system and liquid in the discharge zone, either increasing or decreasing it, depending on the need, i.e. increase the efficiency of geothermal energy extraction.
Передача тепла хладагенту теплового насоса теплоносителем коллектора системы забора тепла, расположенного в зоне нагнетания скважины, и передача тепла хладагенту теплового насоса откачиваемой из скважины пластовой жидкостью, в раздельных контурах циркуляции хладагента, повышает эффективность отбора геотермальной энергии как за счет отбора тепла, полученного от полного использования глубины скважины, так и за счет отбора тепла, полученного от обтекания жидкостью коллектора, а утилизация тепловой энергии в раздельных контурах циркуляции хладагента обеспечивает независимую, суммарно наиболее полную утилизацию геотермального тепла.Heat transfer to the heat pump refrigerant by the heat transfer medium of the collector of the heat intake system located in the well injection zone, and heat transfer to the heat pump coolant to be pumped out of the well by the formation fluid in separate refrigerant circulation circuits, increases the efficiency of geothermal energy extraction as due to the heat extraction obtained from full use the depth of the well, and due to the selection of heat received from the liquid flowing around the collector, and the utilization of thermal energy in separate circuits of compasses the refrigerant provides independent, total most complete utilization of geothermal heat.
Нагрев жидкости, закачиваемой в пласт через поглощающую скважину в системах подземного выщелачивания минералов, обеспечивает повышения скорости протекания физико-химических реакций растворения (перевода в растворимые соли) добываемых минералов, что сокращает сроки отработки месторождений, а следовательно, повышает эффективность работы систем подземного выщелачивания.The heating of the fluid pumped into the reservoir through an absorbing well in underground mineral leaching systems provides an increase in the rate of physicochemical dissolution reactions (conversion into soluble salts) of the extracted minerals, which reduces the time for mining deposits and, therefore, increases the efficiency of underground leaching systems.
Нагрев жидкости помещением в поглощающую скважину теплообменника с замкнутым контуром циркуляции теплоносителя системы распределения тепла теплового насоса обеспечивает повышение коэффициента полезного действия теплового насоса за счет охлаждения теплообменника движущейся жидкостью, которую закачивают в пласт.The heating of the liquid by placing a heat exchanger with a closed loop of the heat carrier in the heat transfer system of the heat pump heat distribution system increases the efficiency of the heat pump by cooling the heat exchanger with moving fluid, which is pumped into the reservoir.
Помещение в поглощающую скважину нескольких теплообменников с замкнутыми контурами циркуляции теплоносителя систем распределения тепла от нескольких тепловых насосов, подключенных к нескольким заборным скважинам, усиливает эффект нагрева жидкости, закачиваемой в пласт через поглощающую скважину.The placement of several heat exchangers with closed coolant circuits in the absorption well of heat distribution systems from several heat pumps connected to several intake wells enhances the effect of heating the fluid pumped into the formation through the absorption well.
Передача тепла от хладагента теплового насоса теплоносителю системы распределения тепла в раздельных контурах циркуляции теплоносителя системы распределения тепла обеспечивает наиболее полную утилизацию тепла хладагента, что повышает коэффициент полезного действия теплового насоса.Heat transfer from the heat pump refrigerant to the heat transfer medium of the heat distribution system in separate circuits of the heat transfer fluid of the heat distribution system provides the most complete utilization of the heat of the refrigerant, which increases the efficiency of the heat pump.
Осуществление передачи тепла от хладагента в замкнутом и в разомкнутом контурах циркуляции теплоносителя системы распределения тепла, усиливает эффект утилизации тепла хладагента теплового насоса.The transfer of heat from the refrigerant in the closed and open circuits of the heat transfer medium of the heat distribution system enhances the heat recovery effect of the heat pump refrigerant.
Использование растворяющего агента, закачиваемого в пласт через поглощающие скважины, в качестве теплоносителя разомкнутого контура системы распределения тепла теплового насоса усиливает эффект нагрева жидкости, закачиваемой в пласт через поглощающую скважину в системах подземного выщелачивания минералов, что обеспечивает повышения скорости протекания физико-химических реакций растворения (перевода в растворимые соли) добываемых минералов и сокращает сроки отработки месторождений, снижает энергозатраты на добычу единицы жидкости, т.к. из каждых 5 затраченных кВт тепловой энергии на нагрев растворяющего агента 4 кВт приходится на утилизированное геотермальное тепло, а 1 кВт - собственно затраты электроэнергии на функционирование теплового насоса. Таким образом, повышается эффективность работы систем подземного выщелачивания.The use of a solvent agent injected into the reservoir through absorbing wells as an open loop heat transfer medium of the heat pump heat amplifies the effect of heating the fluid injected into the reservoir through the absorbing well in underground mineral leaching systems, which ensures an increase in the rate of physicochemical dissolution reactions (translation soluble salts) of the extracted minerals and reduces the terms of development of deposits, reduces the energy consumption for the production of a unit of liquid and since 4 out of every 5 kW of heat consumed for heating the dissolving agent is utilized geothermal heat, and 1 kW is the actual cost of electricity for the operation of the heat pump. Thus, the efficiency of underground leaching systems is increased.
В совокупности указанные операции обеспечивают:Together, these operations provide:
- снижение строительных издержек;- reduction of construction costs;
- максимальный теплообмен между коллектором и жидкостью в зоне нагнетания за счет более полного использования глубины скважины, за счет увеличения возможной площади теплопередачи и интенсивности теплопередачи, т.е. повышается эффективность отбора геотермальной энергии системой забора тепла теплового насоса;- maximum heat transfer between the reservoir and the fluid in the injection zone due to a more complete use of the depth of the well, due to an increase in the possible heat transfer area and heat transfer intensity, i.e. increases the efficiency of the selection of geothermal energy by a heat pump heat extraction system;
- экономичность, удобство в эксплуатации и возможность поддержания эффективного отбора геотермальной энергии в течение всего срока службы теплового насоса;- efficiency, ease of use and the ability to maintain effective selection of geothermal energy throughout the life of the heat pump;
- повышение коэффициента полезного действия теплового насоса и усиление эффекта утилизации тепла хладагента теплового насоса, т.е. повышается эффективность системы распределения тепла теплового насоса;- increasing the efficiency of the heat pump and enhancing the heat recovery effect of the heat pump refrigerant, i.e. the efficiency of the heat pump heat distribution system is increased;
- повышение скорости протекания физико-химических реакций растворения (перевода в растворимые соли) добываемых минералов и сокращение сроков отработки месторождений, снижение энергозатрат на добычу единицы жидкости в системах подземного выщелачивания минералов.- increasing the rate of physicochemical dissolution reactions (conversion into soluble salts) of the extracted minerals and reducing the terms of field development, reducing energy consumption for the production of a unit of liquid in underground mineral leaching systems.
Таким образом, заявляемое решение является новым, обладает существенными отличиями, обеспечивающими получение технического эффекта, заключающегося в повышении эффективности отбора геотермальной энергии системой забора тепла теплового насоса и повышении эффективности системы распределения тепла теплового насоса.Thus, the claimed solution is new, has significant differences, providing a technical effect, which consists in increasing the efficiency of the selection of geothermal energy by the heat pump heat extraction system and increasing the efficiency of the heat pump heat distribution system.
На Фиг.1 изображена общая компоновка оборудования при осуществлении способа использования геотермальной энергии массива горных пород, на Фиг.2 и Фиг.3 изображены варианты размещения оборудования в заборной скважине, на Фиг.4 изображена схема соединения испарителей теплового насоса с трубопроводами системы забора тепла, расположенной в скважине, на Фиг.5 изображена схема размещения оборудования в поглощающей скважине, на Фиг.6 изображена компоновка основных узлов типового теплового насоса.Figure 1 shows the general layout of the equipment when implementing the method of using geothermal energy of a rock mass, Figure 2 and Figure 3 show options for placing equipment in an intake well, Figure 4 shows a connection diagram of heat pump evaporators with pipelines of a heat intake system, located in the well, FIG. 5 shows a layout of equipment in an absorbing well; FIG. 6 shows the layout of the main components of a typical heat pump.
Способ использования геотермальной энергии включает в себя (Фиг.1): здание (жилой дом, промышленный объект и т.п.) 1, в цокольной части которого установлен тепловой насос 2, вход которого соединен трубопроводами 3, с заборной 4 и поглощающей (инфильтрационной) 5 скважинами, выход теплового насоса 2 подключен трубопроводами 6 к системе 7 распределения тепла (например «теплые полы»).The method of using geothermal energy includes (Figure 1): a building (residential building, industrial facility, etc.) 1, in the basement of which a
Способ использования геотермальной энергии может включать в себя (Фиг.2) заборную скважину следующей конструкции (при вскрытии маловодных, слабопроницаемых горных пород): обсадная колонна 8 скважины в верхней части снабжена герметичным оголовком 9, через который пропущены подающий 10 и приемный 11 трубопроводы теплового насоса (не показан), размещенные в обсадной колонне и соединенные в нижней части «U»-образным коленом 12, противоположной частью трубопроводы подсоединяются к входу теплового насоса (не показан), ниже «U»-образного колена 12, обсадная колонна 8 скважины перекрыта герметичной теплопроницаемой перемычкой 13 (например, пакером [1]), выше которой вся обсадная колонна скважины заполнена жидкостью, уровень 14 которой, расположен выше отметки 15 поверхности земли, а отметка 16 статического уровня жидкости может быть расположена между отметкой 15 поверхности земли и герметичной теплопроницаемой перемычкой 13.The method of using geothermal energy may include (Figure 2) an intake well of the following design (when opening low-water, poorly permeable rocks): the
Способ использования геотермальной энергии может включать в себя (Фиг.3) заборную скважину следующей конструкции (при вскрытии обводненных, хорошо проницаемых горных пород): обсадная колонна 8 скважины в верхней части снабжена герметичным оголовком 9, через который пропущены подающий 10 и приемный 11 трубопроводы теплового насоса (не показан), размещенные в обсадной колонне и соединенные в нижней части «U»-образным коленом 12, противоположной частью трубопроводы подсоединяются к входу теплового насоса (не показан), а в нижней части обсадной колонны 8 установлена фильтровая колонна 17, вскрывающая напорный (безнапорный) пласт 18 жидкости, ниже «U»-образного колена 12 в обсадной колонне 8 установлен погружной электронасос 19, снабженный механизмом 20 закрепления в обсадной колонне 8 и пакером 21 (например [2]), разделяющим ствол скважины на зоны всасывания 22 и нагнетания 23, в верхней части скважины имеется патрубок 24 для отвода пластовой жидкости из зоны нагнетания 23 на поверхность, причем отметка 16 статического уровня жидкости может быть расположена между отметкой 15 поверхности земли и фильтровой колонной 17, а отметка 25 динамического уровня жидкости как выше, так и ниже пакера 21.The method of using geothermal energy may include (Fig. 3) an intake well of the following design (when opening watered, well-permeable rocks): the casing 8 of the well in the upper part is equipped with a hermetic head 9, through which feed 10 and feed 11 of the thermal pipelines are passed pump (not shown) located in the casing and connected in the lower part by a "U" -shaped elbow 12, the opposite part of the piping is connected to the input of the heat pump (not shown), and in the lower part of the casing of the string 8, a filter string 17 is installed, which opens the pressure (non-pressure) layer of fluid 18, below the "U" -shaped bend 12 in the casing 8 there is a submersible electric pump 19 equipped with a fixing mechanism 20 in the casing 8 and a packer 21 (for example [2]) dividing the borehole into suction zones 22 and injection 23, in the upper part of the well there is a pipe 24 for draining formation fluid from the injection zone 23 to the surface, and the mark 16 of the static fluid level can be located between the mark 15 of the earth’s surface and iltrovoy column 17, and the mark 25 of the dynamic level of the liquid both above and below the packer 21.
Способ использования геотермальной энергии может включать в себя (Фиг.4): тепловой насос 2, имеющий раздельные контуры (не показаны) циркуляции хладагента теплового насоса 2, через раздельные испарители 26 которых проходят подающая 10 и приемная 11 ветви «U»-образного трубопровода, размещенного в скважине и заполненного циркулирующим теплоносителем (не показано), и нагнетательный 27 и отводящий 28 трубопроводы, соединяющие заборную скважину (не показана), тепловой насос 2 и поглощающую скважину (не показана), причем через нагнетательный 27 и отводящий 28 трубопроводы протекает откачиваемая пластовая жидкость.A method of using geothermal energy may include (Figure 4): a
Способ использования геотермальной энергии может включать в себя (Фиг.5) поглощающую скважину следующей конструкции: питательным насосом 29 растворяющий агент под давлением подается трубопроводом 31, через конденсатор 30 теплового насоса 2, через входной патрубок 32 в ствол скважины 33, которым он доставляется к добываемой методом растворения горной породе (не показана), ствол скважины 33 снабжен герметичным оголовком 34, через который проходят подающий и отводящий трубопроводы теплообменника 35, размещенного в стволе скважины 33 и соединяемого на поверхности с циркуляционным трубопроводом 36 системы распределения тепла, проходящим через конденсатор 37 теплового насоса 2.A method of using geothermal energy may include (Fig. 5) an absorbing well of the following design: with a
Способ использования геотермальной энергии может включать в себя (Фиг.6) типовой тепловой насос 2, включающий следующие основные узлы: испаритель 26, во внешний контур которого подключены подающий 27 и отводящий 28 трубопроводы системы забора тепла (не показана) теплового насоса 2, во внутренний контур испарителя 26 подключен гидропневмоаккумулятор 38 с компрессором 39, к которому подсоединен второй теплообменник - конденсатор 30, во внешний контур которого подключены подающий и отводящий трубопроводы 31 системы распределения тепла (не показана) теплового насоса 2, внутренний контур конденсатора 30, через выравнивающий фильтр 40, индикатор влажности 41 и редукционный клапан 42 соединен с внутренним контуром испарителя 26, т.е. образуется кольцевая сеть, заполняемая хладагентом с низкой температурой кипения (например, Хладоген R404A или R407C используемый шведской компанией «Thermia»).The method of using geothermal energy may include (Fig. 6) a
Способ использования геотермальной энергии осуществляется следующим образом:The method of using geothermal energy is as follows:
При вскрытии маловодных, слабопроницаемых горных пород, когда экономически неэффективна установка погружного насоса в скважине ввиду малого количества жидкости в пласте, либо скважина сухая ввиду отсутствия жидкости в пласте.When opening low-water, poorly permeable rocks, when the installation of a submersible pump in the well is economically inefficient due to the small amount of fluid in the formation, or the well is dry due to the lack of fluid in the formation.
Здание 1 (Фиг.1) обогревается системой 7 распределения тепла («теплые полы»), подключенной трубопроводами 6 к выходу теплового насоса 2, вход которого соединен с заборной 4 скважиной. Обсадная колонна 8 скважины (Фиг.2) в нижней части перекрыта герметичной теплопроницаемой перемычкой 13, выше которой вся обсадная колонна 8 скважины 4 заполнена теплопроводной жидкостью, уровень 14 которой расположен выше отметки 15 поверхности земли.Building 1 (Figure 1) is heated by a heat distribution system 7 ("warm floors") connected by pipelines 6 to the output of the
Выше герметичной теплопроницаемой перемычки 13 в обсадной колонна 8 скважины размещен замкнутый «U»-образный коллектор системы забора тепла, в подающем 10 и приемном 11 трубопроводах которого, проходящих через герметичный оголовок 9 и соединенных в нижней части «U»-образным коленом 12, циркулирует теплоноситель системы забора тепла (например, 30% раствор этиленгликоля, либо этилового спирта, либо иной жидкости с высокой теплоемкостью), отбирающий тепловую энергию от горной породы, передаваемую через обсадную колонну 8, теплопроницаемую перемычку 13, теплопроводную жидкость, заполняющую обсадную колонну 8, стенкам подающего 10 и приемного 11 трубопроводов и отдающий (Фиг.4) тепло хладагенту одного из испарителей 26 теплового насоса 2.Above the tight heat-
Наличие в горной породе жидкости (Фиг.2), статический уровень 16 которой располагается между отметкой 15 поверхности земли и герметичной теплопроницаемой перемычкой 13, усиливает эффект теплопередачи тепловой энергии от горной породы.The presence of liquid in the rock (Figure 2), the
В тепловом насосе 2 с помощью известных средств и приемов (Фиг.6) происходит повышение теплового потенциала теплоносителя (Фиг.1) системы 7 распределения тепла, циркулирующего в трубопроводах 6 и трубопроводах-теплообменниках системы 7 распределения тепла, через которые осуществляется нагрев конструкций и внутреннего объема здания (сооружения) 1.In the
Соотношение полученной таким образом тепловой энергии к энергии, затраченной на функционирование системы забора тепла, теплового насоса и системы распределения тепла составляет (4,5...5):1, т.е. из затраченного 1 кВт·ч электрической энергии на работу теплового насоса, можно получить до 5 кВт·ч полезной тепловой энергии.The ratio of the thermal energy thus obtained to the energy spent on the operation of the heat intake system, heat pump and heat distribution system is (4.5 ... 5): 1, i.e. From the spent 1 kW · h of electric energy for the operation of the heat pump, it is possible to obtain up to 5 kW · h of useful thermal energy.
При вскрытии обводненных, хорошо проницаемых горных пород, когда экономически эффективна установка погружного насоса в скважине и продуктивность вскрытого пласта позволяет обеспечить откачку жидкости из скважины.During the opening of flooded, well-permeable rocks, when the installation of a submersible pump in the well is cost-effective and the productivity of the opened formation allows for the pumping of fluid from the well.
Система забора тепла (Фиг.1) включает тепловой насос 2, вход которого соединен трубопроводами 3, с заборной 4 и поглощающей (инфильтрационной) 5 скважинами. При этом в заборной скважине 4 размещен (Фиг.3) погружной электронасос 19, фиксируемый механизмом 20 закрепления в обсадной колонне 8 на заданной глубине (определяемой в соответствии с [3]) и с помощью пакера 21 обеспечивающего разделение ствола скважины на зоны всасывания 22 и нагнетания 23. При включении электронасоса 19 пластовая жидкость, статический уровень которой расположен на отметке 16, поступает из пъезопроводящего пласта 18, через фильтровую колонну 17, в зону всасывания 22 и перемещается электронасосом 19 в зону нагнетания 23, при этом динамический уровень 25 жидкости в пласте 18 может понижаться как ниже отметки установки пакера 21, так и ниже отметки установки насоса 19 (см. [3]).The heat intake system (Figure 1) includes a
За счет создаваемого электронасосом 19 градиента давления происходит транспортировка откачиваемой пластовой жидкости по обсадной колонне 8 на поверхность 15, где через патрубок 24, подключенный к (Фиг.4) нагнетательному 27 трубопроводу, пластовая жидкость проходит через один из испарителей 26 теплового насоса 2, в котором происходит передача тепловой энергии хладагенту испарителей 26, а через отводящий трубопровод 28 уже охлажденная пластовая жидкость сбрасывается в (Фиг.1) поглощающую скважину 5.Due to the pressure gradient created by the
Выше (Фиг.3) пакера 21, в зоне нагнетания 23 размещен замкнутый «U»-образный коллектор, подающая 10 и приемная 11 ветви которого проходят через герметичный оголовок 9 и соединены в нижней части «U»-образным коленом 12, а в верхней части подключены (Фиг.4) к входу в тепловой насос 2 и проходят через один из испарителей 26 теплового насоса 2. В замкнутом «U»-образном коллекторе (Фиг.3) циркулирует теплоноситель системы забора тепла, отбирающий тепловую энергию от горной породы, передаваемую через обсадную колонну 8, пакер 21, движущуюся пластовую жидкость в обсадной колонне 8, стенки подающего 10 и приемного 11 трубопроводов, и отдающий (Фиг.4) тепло хладагенту одного из испарителей 26 теплового насоса 2.Above (FIG. 3) the
Движение откачиваемой пластовой жидкости в зоне нагнетания 23 усиливает эффект передачи тепловой энергии от горной породы к теплоносителю системы забора тепла, за счет непрерывного обтекания стенок подающего 10 и приемного 11 трубопроводов откачиваемой пластовой жидкостью.The movement of the pumped formation fluid in the
В тепловом насосе 2 с помощью известных средств и приемов (Фиг.6) происходит повышение теплового потенциала (Фиг.1) теплоносителя системы 7 распределения тепла, циркулирующего в трубопроводах 6 и трубопроводах-теплообменниках системы 7 распределения тепла, через которые осуществляется нагрев конструкций и внутреннего объема здания (сооружения) 1.In the
Тепловой насос (Фиг.6) может содержать два типовых раздельных контура циркуляции хладагента (Фиг.4), к испарителю 26 одного подключен замкнутый «U»-образный коллектор с циркулирующим теплоносителем, а через испаритель 26 другого протекает откачиваемая пластовая жидкость. Таким образом, возрастает эффективность передачи тепловой энергии от горной породы через систему забора тепла к тепловому насосу как за счет полного использования глубины скважины, так и за счет скоростного напора откачиваемой жидкости.The heat pump (FIG. 6) may contain two typical separate refrigerant circuits (FIG. 4), a closed “U” -shaped collector with a circulating coolant is connected to the
Особенности эксплуатации в системах скважинного подземного выщелачивания минералов, когда системой поглощающих скважин в горную породу под давлением подается растворяющий агент, переводящий твердый минерал в растворимое состояние в виде комплексного соединения и, затем системой заборных скважин полученное комплексное соединение откачивается на поверхность для дальнейшего извлечения минерала из комплексного соединения и обогащения.Features of operation in borehole underground leaching systems of minerals, when a dissolving agent is injected into the rock under pressure with a system of absorbing wells, converting the solid mineral into a soluble state in the form of a complex compound, and then the obtained complex compound is pumped to the surface for further extraction of the mineral from the complex system of intake wells compound and enrichment.
Питательным насосом 29 (Фиг.5) растворяющий агент под давлением подается трубопроводом 31 через входной патрубок 32 в ствол поглощающей скважины 33, по которому растворяющий агент транспортируется на глубину нахождения твердого минерала (не показан). При прохождении трубопровода 31 через теплообменник-конденсатор 30 теплового насоса 2 происходит нагрев растворяющего агента, например, за счет тепла, выработанного тепловыми насосами (не показаны), системы забора тепла которых расположены в заборных скважинах (Фиг.3), из которых откачивается на поверхность растворенный минерал в виде комплексного соединения.By the feed pump 29 (FIG. 5), the dissolving agent is pressurized by a
При низких отрицательных температурах окружающего воздуха и больших глубинах залегания горной породы, содержащей полезный минерал, дополнительно, через герметичный оголовок 34 поглощающей скважины 33, пропускают подающий и отводящий трубопроводы теплообменника 35, размещенного в стволе скважины 33 и соединяемого на поверхности с циркуляционньм трубопроводом 36 системы распределения тепла, заполненньм теплоносителем с высокой теплоемкостью, нагреваемым при прохождении через конденсатор 37 теплового насоса 2.At low negative ambient temperatures and large depths of rock containing useful mineral, in addition, through the sealed head 34 of the absorbing well 33, the supply and exhaust pipes of a
Ввиду того, что количество заборных скважин в системах подземного выщелачивания превышает количество поглощающих, то в ствол поглощающей скважины могут быть помещены теплообменники систем распределения тепла тепловых насосов от нескольких заборных скважин, что усиливает эффект нагрева растворяющего агента, и, вследствие, повышения температуры растворяющего агента, повышается скорость протекания химических реакций растворения полезного минерала, т.е. возрастает скорость разработки месторождений полезных ископаемых и создается возможность разработки обедненных месторождений полезных ископаемых в суровых климатических условиях (Сибирь, Дальний Восток, Канада).Due to the fact that the number of intake wells in underground leaching systems exceeds the number of absorbing wells, heat exchangers for heat distribution systems of heat pumps from several intake wells can be placed in the trunk of the absorbing well, which enhances the heating effect of the dissolving agent, and, consequently, the temperature of the dissolving agent, the rate of chemical reactions of dissolution of a useful mineral increases, i.e. the rate of development of mineral deposits increases and the opportunity arises to develop depleted mineral deposits in harsh climatic conditions (Siberia, the Far East, Canada).
Особенности эксплуатации в системах скважинного понижения уровня грунтовых вод (вертикального дренажа) и технического водоснабжения.Features of operation in borehole lowering systems of groundwater (vertical drainage) and technical water supply.
Переоборудование действующих систем скважинного понижения уровня грунтовых вод на схему с беструбной установкой погружных электронасосов и размещением в стволе скважины коллекторов систем забора тепла тепловых насосов (Фиг.3, 4) позволяет: при сохранении расчетных режимов работы насосного оборудования, по расходу и объему откачиваемой жидкости, дополнительно вырабатывать тепловую энергию, которую можно использовать для обогрева (кондиционирования) жилых домов, зданий и сооружений (наиболее характерна подобная ситуация для таких городов, как Зеленоград Московской области).Re-equipment of the existing systems for downhole lowering of the groundwater level into a circuit with tubeless installation of submersible electric pumps and placement of collectors of heat pump heat collection systems in the wellbore (Figs. 3, 4) allows: while maintaining the calculated operating modes of pumping equipment, in terms of flow rate and volume of pumped liquid, additionally generate thermal energy that can be used for heating (conditioning) residential buildings, buildings and structures (a similar situation is most typical for such cities s as Zelenograd, Moscow region).
Для скважин орошения, хозяйственно-питьевого технического водоснабжения сельскохозяйственных, промышленных предприятий также возможно применение (Фиг.3, 4) схемы с беструбной установкой погружных электронасосов и размещением в стволе скважины коллекторов систем забора тепла тепловых насосов, что позволит: при сохранении расчетных режимов работы насосного оборудования, по расходу и объему откачиваемой жидкости, дополнительно вырабатывать тепловую энергию, которую можно использовать для обогрева (кондиционирования) жилых домов, зданий и сооружений, что позволит снизить текущие издержки и повысить автономность и теплоэнергонезависимость таких предприятий от служб жилищно-коммунального и теплового хозяйства.For irrigation wells, domestic and drinking water supply of agricultural, industrial enterprises, it is also possible to use (Figs. 3, 4) schemes with tubeless installation of submersible electric pumps and placement of collectors of heat pump heat collection systems in the wellbore, which will allow: while maintaining the design operating modes of the pump equipment, in terms of flow and volume of pumped liquid, additionally generate thermal energy, which can be used for heating (conditioning) residential buildings, buildings and structures that will reduce operating costs and increase the autonomy and teploenergonezavisimost such enterprises of housing and thermal management services.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа использования геотермальной энергии заключается в следующем:The technical and economic effectiveness of the proposed method of using geothermal energy is as follows:
Для собственника квартиры (индивидуального дома)For the owner of the apartment (individual house)
- Помимо возможности создания комфортабельного искусственного климата (отопления, кондиционирования, горячего водоснабжения), существенное сокращение расходов на коммунальные услуги и экономию строительных издержек, возможность строительства комфортабельного жилья в местах отсутствия коммуникаций ЖКХ (газ, вода, теплосети). Для застройщика- In addition to the possibility of creating a comfortable artificial climate (heating, air conditioning, hot water supply), a significant reduction in utility costs and saving on construction costs, the possibility of building comfortable housing in places where utilities are absent (gas, water, heating systems). For the developer
- Возможность существенно повысить класс здания- The ability to significantly increase the class of the building
- Возможность строительства в ранее непригодных местах (вдали от теплотрассы, в конце теплотрассы, где вода не имеет достаточного потенциала).- The possibility of construction in previously unsuitable places (away from the heating main, at the end of the heating main, where water does not have sufficient potential).
- Сокращение расходов на строительство ЦТП, теплотрасс, насосных станций. Для теплоэлектроцентрали- Reducing the costs of the construction of central heating, heating mains, pumping stations. For cogeneration
- Повышение коэффициента использования тепла- Increased heat utilization
- Возможность существенного снижения потенциала воды (до 70 град, необходимых для обеспечения горячего водоснабжения) в течение всего года.- The possibility of a significant reduction in water potential (up to 70 degrees, necessary to ensure hot water supply) throughout the year.
- Повышение КПД централи за счет снижения температуры обратной воды.- Increasing the efficiency of the central by reducing the temperature of the return water.
Для городаFor the city
- Экономия средств на прокладку и ремонт теплосетей.- Savings on the laying and repair of heating systems.
- Улучшение экологии, за счет:- Improving the environment, due to:
- Меньшего использования больших градирен,- Less use of large cooling towers,
- Перераспределения источников тепла для города (значительная часть тепла приходится на электроэнергию, вырабатываемую за пределами города).- Redistribution of heat sources for the city (a significant part of the heat is generated by electricity generated outside the city).
- Использования геотермального тепла (Средняя полоса России очень богата- Use of geothermal heat (The middle strip of Russia is very rich
этим видом энергии).this kind of energy).
Для страныFor country
- Снижение тепловых выбросов в атмосферу, влияющих на разрушение озонового слоя от котельных жилищно-коммунального хозяйства и иных объектов, сжигающих газ и мазут для выработки тепла, и, как следствие, возможность перераспределения собственных квот на тепловые выбросы в атмосферу и экономии средств от необходимости приобретения дополнительных квот на тепловые выбросы неиспользуемых другими государствами (согласно Киотскому протоколу, подписанному Россией).- Reducing thermal emissions into the atmosphere, affecting the destruction of the ozone layer from boiler houses of housing and communal services and other facilities that burn gas and fuel oil to generate heat, and, as a result, the possibility of redistributing own quotas for thermal emissions into the atmosphere and saving money from the need to purchase additional quotas for thermal emissions not used by other states (according to the Kyoto Protocol, signed by Russia).
- Возможность теплофикации районов страны, в которых прежде это было невозможно, например в местах расположения закрытых автономно-административных образований (ЗАТО), автономных объектов военно-технического назначения.- The possibility of heating regions of the country in which this was previously impossible, for example, at the locations of closed autonomous administrative entities (ZATOs), autonomous military-technical facilities.
- Использовать возможность создания комфортабельного искусственного климата для персонала, ведущего разработку полезных ископаемых методом скважинного подземного выщелачивания в условиях высоких температур, засушливого климата и пустынь (например, Гоби, Калахари, Кызылкум).- To use the opportunity to create a comfortable artificial climate for personnel engaged in the development of minerals by the method of downhole leaching under conditions of high temperatures, arid climate and deserts (for example, Gobi, Kalahari, Kyzylkum).
- Возможность сделать экономически эффективной добычу полезных ископаемых методом скважинного подземного выщелачивания в северных широтах (Сибирь и Дальний Восток), снизить издержки и энергоемкость систем подземного выщелачивания полезных ископаемых.- The ability to make cost-effective mining of minerals by the method of borehole underground leaching in the northern latitudes (Siberia and the Far East), reduce the costs and energy intensity of underground leaching of minerals.
- Возможность продвижения на рынки третьих стран (например, ЮАР, Австралия, Китай, Узбекистан, Казахстан, Таджикистан, Монголия) в качестве составного элемента услуг по строительству систем подземного выщелачивания полезных ископаемых (уран, золото, редкоземельные элементы), систем забора подземных вод, систем осушения, систем отопления (обогрева) и т.п. за счет агрегирования оборудования для беструбной установки насосов в скважинах с погружными скважинными электронасосами иностранных производителей, например Grundfos, Wilo, Subline, CALPEDA, ROVATTI, использующих стандартизованные погружные электродвигатели (компании FRANKLIN, NEWMOTO, PLEUGER и др.), и тепловыми насосами (Stiebel Eltron, VIESSMANN, FIGHTER, OCHSNER и др.), с целью стандартизации на соответствие требованиям международных систем сертификации, в том числе используя механизм создания совместных предприятий в техно-внедренческих зонах и технопарках.- Possibility of promotion to the markets of third countries (for example, South Africa, Australia, China, Uzbekistan, Kazakhstan, Tajikistan, Mongolia) as a component of services for the construction of underground mineral leaching systems (uranium, gold, rare earth elements), groundwater abstraction systems, drainage systems, heating systems (heating), etc. by aggregating equipment for pipeless installation of pumps in wells with submersible borehole electric pumps of foreign manufacturers, for example, Grundfos, Wilo, Subline, CALPEDA, ROVATTI using standardized submersible electric motors (FRANKLIN, NEWMOTO, PLEUGER, etc.) and heat pumps (Stiebel Eltron , VIESSMANN, FIGHTER, OCHSNER, etc.), with the aim of standardizing compliance with the requirements of international certification systems, including using the mechanism for creating joint ventures in technology-innovative zones and technology parks.
ЛитератураLiterature
1. А.с.СССР №1404601, МКИ Е03В 3/06, 1988.1. A.S.SSSR No. 1404601, MKI E03B 3/06, 1988.
2. А.с.СССР №1633864, МКИ Е03В 3/06,1990.2. A.S.SSSR No. 1633864, MKI E03B 3 / 06.1990.
3. Фисенко В.Н. Гидравлическая оптимизация и оборудование водоподъема из скважин с беструбной установкой погружных электронасосов. - М.: ВНИИВОДГЕО, 1991.3. Fisenko V.N. Hydraulic optimization and equipment for lifting water from wells with tubeless installation of submersible electric pumps. - M.: VNIIVODGEO, 1991.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006139448/06A RU2341736C2 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | Method of usage geothermal energy "fill well" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006139448/06A RU2341736C2 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | Method of usage geothermal energy "fill well" |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006139448A RU2006139448A (en) | 2008-05-20 |
| RU2341736C2 true RU2341736C2 (en) | 2008-12-20 |
Family
ID=39798400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006139448/06A RU2341736C2 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | Method of usage geothermal energy "fill well" |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2341736C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456512C2 (en) * | 2011-04-06 | 2012-07-20 | Владимир Андреевич Васютин | Device with useful application of heat pump operation results |
| RU2592913C1 (en) * | 2015-06-04 | 2016-07-27 | Расим Наилович Ахмадиев | Method for recovery of geothermal energy from extracted products of running oil well |
| RU2683452C1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-03-28 | Николай Александрович Горбатенко | Method for extraction of thermal energy in oil deposit |
-
2006
- 2006-11-07 RU RU2006139448/06A patent/RU2341736C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456512C2 (en) * | 2011-04-06 | 2012-07-20 | Владимир Андреевич Васютин | Device with useful application of heat pump operation results |
| RU2592913C1 (en) * | 2015-06-04 | 2016-07-27 | Расим Наилович Ахмадиев | Method for recovery of geothermal energy from extracted products of running oil well |
| RU2683452C1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-03-28 | Николай Александрович Горбатенко | Method for extraction of thermal energy in oil deposit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006139448A (en) | 2008-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7234314B1 (en) | Geothermal heating and cooling system with solar heating | |
| US20170299279A1 (en) | Arrangement and method for storing thermal energy | |
| JP4486663B2 (en) | Highly efficient heat collection system for geothermal wells | |
| CN201866970U (en) | Same-floor geothermal energy cyclic utilization system | |
| US20080128108A1 (en) | Convective earrh coil | |
| JP2011524967A (en) | Thermal energy system and operating method thereof | |
| CN101344347A (en) | Heat pipe ground source heat pump system | |
| CA2584770A1 (en) | Coaxial borehole energy exchange system for storing and extracting underground cold | |
| US9085412B1 (en) | Underground storage heating and cooling (USHC) system | |
| CA2638235A1 (en) | Recovery storage and conversion of waste heat from an ice rink using a concentric borehole heat exchanger system | |
| CN102538265A (en) | Method and device for obtaining heat from earthcrust temperature raising layer | |
| KR101061494B1 (en) | Heat exchange system using an earth heat | |
| KR100778686B1 (en) | System to supply hot water by collecting terrestrial heat | |
| US20150345873A1 (en) | Underground storage heating and cooling (ushc) system | |
| CN109654581B (en) | Season-crossing heat storage composite heating system based on confined aquifer | |
| RU2341736C2 (en) | Method of usage geothermal energy "fill well" | |
| CN202304084U (en) | Horizontal buried pipe type ground source heat pump water heating and air conditioning system | |
| CN106322830A (en) | Efficient downhole heat extraction system for middle-deep geothermal energy | |
| CN109813000A (en) | Shallow layer geothermal energy based on surface water body utilizes device | |
| CN205505144U (en) | Utilize high -efficient clean energy heating system of xeothermic rock heat energy | |
| CN2823922Y (en) | Geothermal exchanger with internal and external pipes | |
| CN101984309B (en) | Cold-heat exchange system for underground water source | |
| CN202470523U (en) | Device for acquiring heat from crust temperature-increasing layer | |
| CN114893930A (en) | High-efficient heat transfer system of buried pipe based on compound pipe of different materials | |
| CN100494828C (en) | Sea water ground energy heat pump system and method for extracting sea water ground energy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081108 |