Топлинно състояние на вътрешността на земното кълбо. Температура на земните дълбини

Най-голямата трудност е да се избегне патогенна микрофлора. А това е трудно осъществимо във влагонаситена и достатъчно топла среда. Дори в най-добрите изби винаги има мухъл. Затова се нуждаем от система за редовно използвано почистване на тръбите от цялата гадост, която се натрупва по стените. И да направите това с 3-метрово полагане не е толкова лесно. Първото нещо, което идва на ум е механичен метод- четка. Относно почистването на комини. Използване на някакъв течен химикал. Или газ. Ако изпомпвате фосген през тръба, например, тогава всичко ще умре и това може да е достатъчно за няколко месеца. Но всеки газ влиза в химията. реагира с влагата в тръбата и съответно се утаява в нея, поради което отнема много време за вентилация. И дългосрочната вентилация ще доведе до възстановяване на патогените. Това изисква компетентен подход със знания модерни средствапочистване.

Като цяло се абонирам за всяка дума! (Наистина не знам на какво да се радвам тук).

В тази система виждам няколко проблема, които трябва да бъдат разрешени:

1. Достатъчна ли е дължината на този топлообменник за ефективното му използване (явно ще има ефект, но не е ясно какъв)
2. Кондензация. През зимата няма да съществува, тъй като през тръбата ще се изпомпва студен въздух. Кондензът ще падне от външната страна на тръбата - в земята (по-топло е). Но през лятото... Проблемът е КАК да изпомпвам конденза от дълбочина 3 м - вече се сетих да направя херметизиран кладенец откъм страната за събиране на конденза, за да събира конденза. Инсталирайте помпа в него, която периодично ще изпомпва конденз...
3. Предполага се, че канализационните тръби (пластмасови) са уплътнени. Ако е така, тогава подземните води наоколо не трябва да проникват и не трябва да влияят на влажността на въздуха. Затова смятам, че там няма да има влага (като в мазето). от понепрез зимата. Мисля, че мазето е влажно поради лоша вентилация. Мухълът не обича слънчева светлина и течения (ще има течения в тръбата). И сега въпросът е - КОЛКО са стегнати канализационните тръби в земята? Колко години ще ми стигнат? Факт е, че този проект е свързан - изкопава се изкоп за канализация (ще бъде на дълбочина 1-1,2 м), след това изолация (експандиран полистирол) и по-дълбоко - земен акумулатор). Това означава, че тази система не може да бъде ремонтирана, ако се разхерметизира - няма да я изкопая - просто ще я покрия със земя и това е.
4. Почистване на тръби. Мислех да направя кладенец за гледане в най-ниската точка. Сега има по-малко "ентусиазъм" по този въпрос - подпочвените води - може да се окаже, че ще бъдат наводнени и няма да има НУЛА смисъл. Без кладенец няма много възможности:
А. правят се ревизии от двете страни (за всяка тръба 110мм), които достигат до повърхността и през тръбата се изтегля кабел от неръждаема стомана. За почистване прикрепяме към него квач. Недостатъци - куп тръби излизат на повърхността, което ще повлияе на температурата и хидродинамичните условия на батерията.
b. периодично наводнявайте тръбите с вода и белина, например (или друг дезинфектант), като изпомпвате вода от кондензационния кладенец в другия край на тръбите. След това изсушете тръбите с въздух (възможно е в пролетен режим - от къщата отвън, въпреки че тази идея не ми харесва много).
5. Няма да има мухъл (течение). но други микроорганизми, които живеят в напитките - много. Има надежда за зимния режим - студен сух въздух дезинфекцира добре. Опция за защита е филтър на изхода на батерията. Или ултравиолетово (скъпо)
6. Колко стресиращо е движението на въздух през такава конструкция?
Филтър (фина мрежа) на входа
-> завъртете на 90 градуса надолу
-> 4m 200mm тръба надолу
-> разделяне на потока на 4 тръби 110мм
-> 10 метра хоризонтално
-> завъртете на 90 градуса надолу
-> 1 метър надолу
-> завъртане на 90 градуса
-> 10 метра хоризонтално
-> събиране на потока в 200 mm тръба
-> 2 метра нагоре
-> завъртете на 90 градуса (към къщата)
-> джобен филтър от хартия или плат
-> вентилатор

Разполагаме с 25м тръби, 6 завъртания на 90 градуса (завоите могат да бъдат по-плавни - 2х45), 2 филтъра. Искам 300-400м3/ч. Скорост на потока ~4m/sec

Един от най-добрите, най-рационалните методи при изграждането на постоянни оранжерии е подземна оранжерия-термос.
Използването на този факт за постоянството на земната температура в дълбочина при изграждането на оранжерия осигурява огромни икономии на разходи за отопление през студения сезон, улеснява поддръжката и прави микроклимата по-стабилен..
Такава оранжерия работи в най-лютите студове, позволява ви да произвеждате зеленчуци и да отглеждате цветя през цялата година.
Правилно оборудваната приземна оранжерия позволява отглеждането, наред с други неща, на топлолюбиви южни култури. Практически няма ограничения. Цитрусовите плодове и дори ананасите могат да виреят в оранжерия.
Но за да може всичко да функционира правилно на практика, е задължително да се следват изпитаните във времето технологии, използвани за изграждане на подземни оранжерии. В края на краищата тази идея не е нова; дори при царя в Русия потъналите оранжерии произвеждаха реколта от ананас, която предприемчиви търговци изнасяха за продажба в Европа.
По някаква причина изграждането на такива оранжерии не е широко разпространено в нашата страна, като цяло просто е забравено, въпреки че дизайнът е идеален за нашия климат.
Вероятно тук е изиграла роля необходимостта да се изкопае дълбока яма и да се излее основата. Изграждането на заровена оранжерия е доста скъпо, далеч не е оранжерия, покрита с полиетилен, но възвръщаемостта от оранжерията е много по-голяма.
Общото вътрешно осветление не се губи от заравянето в земята; това може да изглежда странно, но в някои случаи наситеността на светлината е дори по-висока от тази на класическите оранжерии.
Невъзможно е да не споменем здравината и надеждността на конструкцията, тя е несравнимо по-здрава от обикновено, по-лесно издържа на ураганни пориви на вятъра, издържа добре на градушка и снежните отломки няма да станат пречка.

1. Яма

Създаването на оранжерия започва с изкопаване на яма. За да се използва топлината на земята за отопление на вътрешността, оранжерията трябва да е достатъчно дълбока. Колкото по-дълбоко отиваш, толкова по-топла става земята.
Температурата остава почти непроменена през цялата година на разстояние 2-2,5 метра от повърхността. На дълбочина 1 m температурата на почвата се колебае повече, но дори през зимата стойността й остава положителна, обикновено при средна лентатемпературата е 4-10 C, в зависимост от времето на годината.
Вградена оранжерия се изгражда за един сезон. Тоест, през зимата той ще може да функционира напълно и да генерира приходи. Строителството не е евтино, но с помощта на изобретателност и компромисни материали е възможно да се спести буквално порядък, като се направи един вид икономична версия на оранжерия, като се започне от фундаментната яма.
Например, направете без използването на строителна техника. Въпреки че най-трудоемката част от работата - изкопаването на яма - разбира се, е по-добре да я дадете на багер. Ръчното отстраняване на такъв обем пръст е трудно и отнема много време.
Дълбочината на изкопната яма трябва да бъде най-малко два метра. На такава дълбочина земята ще започне да споделя топлината си и да работи като своеобразен термос. Ако дълбочината е по-малка, тогава по принцип идеята ще работи, но забележимо по-малко ефективна. Ето защо се препоръчва да не пестите усилия и пари за задълбочаване на бъдещата оранжерия.
Подземните оранжерии могат да бъдат с всякаква дължина, но е по-добре да запазите ширината в рамките на 5 метра; ако ширината е по-голяма, качествените характеристики на отоплението и отразяването на светлината се влошават.
По страните на хоризонта подземните оранжерии трябва да бъдат ориентирани, като обикновените оранжерии и оранжерии, от изток на запад, т.е. така, че една от страните да е обърната на юг. В това положение растенията ще получат максимална сумаслънчева енергия.

2. Стени и покрив

По периметъра на ямата се излива основа или се полагат блокове. Основата служи като основа за стените и рамката на конструкцията. По-добре е да направите стени от материали с добри топлоизолационни характеристики, термоблоковете са отличен вариант.

Покривната рамка често е изработена от дърво, от пръти, импрегнирани с антисептични средства. Покривната конструкция обикновено е права фронтон. В центъра на конструкцията е фиксирана греда на билото, за това централните опори са монтирани на пода по цялата дължина на оранжерията.

Гредата на билото и стените са свързани с поредица от греди. Рамката може да бъде направена без високи опори. Те се заменят с малки, които се поставят върху напречни греди, свързващи противоположните страни на оранжерията - този дизайн прави вътрешното пространство по-свободно.

Като покривно покритие е по-добре да вземете клетъчен поликарбонат - популярен модерен материал. Разстоянието между гредите по време на строителството се съобразява с ширината на поликарбонатните листове. Удобно е да се работи с материала. Покритието се получава с малък брой фуги, тъй като листовете се произвеждат с дължина 12 m.

Те са прикрепени към рамката с помощта на самонарезни винтове, по-добре е да ги изберете с капачка с форма на шайба. За да избегнете напукване на листа, трябва да пробиете дупка с подходящ диаметър за всеки самонарезен винт. С помощта на отвертка или обикновена бормашина с накрайник Phillips остъкляването се извършва много бързо. За да не останат празнини, е добре предварително да положите уплътнител от мека гума или друг подходящ материал по горната част на гредите и едва тогава да завиете листовете. Върхът на покрива по протежение на билото трябва да бъде положен с мека изолация и притиснат с някакъв вид ъгъл: пластмаса, калай или друг подходящ материал.

За добра топлоизолация покривът понякога се прави с двоен слой поликарбонат. Въпреки че прозрачността е намалена с около 10%, тя е покрита с отлични топлоизолационни характеристики. Трябва да се има предвид, че снегът на такъв покрив не се топи. Следователно наклонът трябва да бъде под достатъчен ъгъл, най-малко 30 градуса, за да не се натрупва сняг на покрива. Освен това е монтиран електрически вибратор за разклащане, който ще предпази покрива, ако се натрупа сняг.

Двойното остъкляване се извършва по два начина:

Между два листа се вкарва специален профил, листовете са прикрепени към рамката отгоре;

Първо, долният слой стъклопакет е прикрепен към рамката отвътре, към долната страна на гредите. Вторият слой на покрива е покрит, както обикновено, отгоре.

След приключване на работата е препоръчително да запечатате всички фуги с лента. Готовият покрив изглежда много впечатляващ: без ненужни фуги, гладък, без изпъкнали части.

3. Изолация и отопление

Изолацията на стените се извършва, както следва. Първо трябва внимателно да покриете всички фуги и шевове на стената с разтвора, тук можете да използвате и полиуретанова пяна. Вътрешна странаСтените са покрити с топлоизолационен филм.

В студените райони на страната е добре да се използва дебело фолио, покриващо стената с двоен слой.

Температурата дълбоко в почвата на оранжерията е над нулата, но по-ниска от температурата на въздуха, необходима за растежа на растенията. Горният слой се нагрява от слънчевите лъчи и въздуха на оранжерията, но все пак почвата отнема топлината, така че често в подземни оранжерии те използват технологията на „топли подове“: нагревателният елемент - електрически кабел - е защитен с метална решетка или запълнена с бетон.

Във втория случай почвата за лехите се излива върху бетон или зелените се отглеждат в саксии и саксии.

Използването на подово отопление може да бъде достатъчно за отопление на цялата оранжерия, ако има достатъчно мощност. Но е по-ефективно и по-удобно за растенията да използват комбинирано отопление: топъл под + въздушно отопление. За добър растеж те се нуждаят от температура на въздуха 25-35 градуса с температура на земята около 25 C.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разбира се, изграждането на вградена оранжерия ще струва повече и изисква повече усилия, отколкото изграждането на подобна оранжерия с конвенционален дизайн. Но парите, инвестирани в оранжерия-термос, се изплащат с времето.

Първо, спестява енергия при отопление. Без значение как загрявате зимно времеобикновена надземна оранжерия, тя винаги ще бъде по-скъпа и по-трудна от подобен метод на отопление в подземна оранжерия. Второ, спестяване на осветление. Топлоизолацията на стените с фолио, отразяваща светлината, удвоява осветеността. Микроклиматът в дълбока оранжерия през зимата ще бъде по-благоприятен за растенията, което със сигурност ще се отрази на добива. Разсадът ще се вкорени лесно, а деликатните растения ще се чувстват страхотно. Такава оранжерия гарантира стабилен, висок добив от всякакви растения през цялата година.

В град Еспо до две години ще бъде пусната първата геотермална електроцентрала във Финландия. Финландски инженери планират да използват естествената топлина на земните недра за отопление на сгради. И ако експериментът е успешен, тогава подобни отоплителни централи могат да бъдат построени навсякъде, например в Ленинградска област. Въпросът е доколко е изгодно.

Използването на енергията на Земята не е нова идея. Естествено, преди всичко жителите на онези региони, където самата природа е създала „парни машини“, които са се заели с нейното прилагане. Например през 1904 г. италианският принц Пиеро Джинори Конти запалва четири електрически крушки, като поставя турбина с електрически генератор близо до естествен изходнагрята пара от земята, в региона Лардерело (Тоскана).

Девет години по-късно, през 1913 г., там е пусната първата комерсиална геотермална станция с мощност 250 киловата. Станцията използва най-печелившия, но, за съжаление, рядко срещан ресурс - суха прегрята пара, която може да се намери само в дълбините на вулканичните масиви. Но всъщност топлината на Земята може да се намери не само в близост до огнедишащи планини. То е навсякъде, под краката ни.

Вътрешността на планетата се нагрява до няколко хиляди градуса. Учените все още не са разбрали поради какви процеси нашата планета съхранява огромно количество топлина за няколко милиарда години и е невъзможно да се прецени колко милиарда години ще продължи. Надеждно е известно, че при гмуркане на всеки 100 метра дълбочина в земята температурата на скалите се повишава средно с 3 градуса. Средно това означава, че има места на планетата, където температурата се повишава с половин градус, а някъде с 15 градуса. И това не са зони на активен вулканизъм.

Температурният градиент, разбира се, се увеличава неравномерно. Финландските експерти очакват да достигнат зона на дълбочина 7 км, в която температурата на скалите ще бъде 120 градуса по Целзий, въпреки факта, че температурният градиент в Еспоо е приблизително 1,7 градуса на 100 метра, а това е дори под средната ниво. И все пак това вече е достатъчна температура за стартиране на геотермална отоплителна централа.

Същността на системата по принцип е проста. Пробиват се два кладенеца на разстояние няколкостотин метра един от друг. Между тях в долната част се изпомпва вода под налягане, за да се разрушат слоевете и да се създаде система от пропускливи пукнатини между тях. Технологията е доказана: шистовият нефт и газ сега се добиват по подобен метод.

След това водата се изпомпва в един от кладенците от повърхността, а от втория, напротив, се изпомпва. Водата тече през пукнатини сред горещите скали и след това тече през втори кладенец към повърхността, където пренася топлината към конвенционална градска отоплителна централа. Такива системи вече са пуснати в действие в САЩ, а в момента се разработват в Австралия и страните от Европейския съюз.

Снимка: www.facepla.net (екранна снимка)

Освен това топлината е достатъчна, за да започне генерирането на електричество. Приоритет в развитието на ниска температура геотермална енергияпринадлежи на съветски учени - именно те решиха въпроса за използването на такава енергия в Камчатка преди повече от половин век. Учените предложиха да се използва органична течност, фреон12, като кипяща охлаждаща течност, чиято точка на кипене при нормално атмосферно налягане е минус 30 градуса. Водата от кладенеца с температура 80 градуса по Целзий предава топлината си на фреона, който върти турбините. Първата електроцентрала в света, която работи с вода при тази температура, е Паужетската геотермална електроцентрала в Камчатка, построена през 1967 г.

Предимствата на подобна схема са очевидни - където и да е на Земята, човечеството ще може да си осигури топлина и електричество, дори Слънцето да угасне. Дебелината на земната кора съдържа огромна енергия, повече от 10 хиляди пъти по-голяма от цялото потребление на гориво на съвременната цивилизация годишно. И тази енергия непрекъснато се обновява поради притока на топлина от недрата на планетата. Съвременни технологиипозволяват производството на този вид енергия.

В Ленинградска област също има интересни места за изграждане на подобни геотермални електроцентрали. Изразът „Санкт Петербург стои в блато“ е приложим само от гледна точка на строителството на нискоетажни сгради и от гледна точка на „голямата геология“ - седиментната обвивка в околностите на Санкт Петербург е доста тънък, само десетки метри, и след това, както във Финландия, произхождат магматични скали в основата. Този скален щит е разнороден: осеян е с разломи, по някои от които топлинният поток се издига нагоре.

Ботаниците бяха първите, които обърнаха внимание на това явление, които откриха топлинни острови на Карелския провлак и на платото Ижора, където растат растения или с висок процент на възпроизводство, или принадлежащи към по-южни ботанически подзони. А близо до Гатчина е открита ботаническа аномалия - растения от алпийско-карпатската флора. Растенията съществуват благодарение на топлинните потоци, идващи от земята.

Според резултатите от сондажите в района на Пулково на дълбочина 1000 метра температурата на кристалните скали е била плюс 30 градуса, тоест средно се е повишавала с 3 градуса на всеки 100 метра. Това е "средно" ниво на температурен градиент, но е почти два пъти по-високо от това в района на Еспоо във Финландия. Това означава, че в Пулково е достатъчно да пробиете кладенец на дълбочина само 3500 метра, съответно такава отоплителна централа ще струва много по-малко, отколкото в Еспоо.

Струва си да се има предвид, че периодът на изплащане на такива станции също зависи от тарифите за топлоснабдяване и електроенергия за потребителите в тази страна или регион. През май 2015 г. тарифата за жилищни сградибез електрическо отопление от Helsingin Energia беше 6,19 евроцента за kWh, с електрическо отопление, съответно - 7,12 евроцентра за kWh (в през деня). В сравнение с тарифите на Санкт Петербург, разликата за тези, които използват електричество и отопление, е около 40%, като трябва да се вземат предвид и курсовите игри. Такава ниска цена на електроенергията във Финландия се дължи, наред с други неща, на факта, че страната разполага със собствени ядрени мощности.

Но в Латвия, която е принудена постоянно да купува електроенергия и гориво, продажната цена на електроенергията е почти два пъти по-висока от тази във Финландия. Финландците обаче са решени да построят станция в Еспо, на място, което не е много благоприятно от гледна точка на геотермален градиент.

Факт е, че геотермалната енергия изисква дългосрочни инвестиции. В този смисъл тя е по-близка до голямата ВЕЦ и ядрената енергия. Геотермална електроцентрала е много по-трудна за изграждане от слънчева или вятърна електроцентрала. И трябва да сме сигурни, че политиците няма да започнат да си играят с цените и правилата няма да се променят в движение.

Ето защо финландците се решават на този важен индустриален експеримент. Ако успеят да осъществят плановете си и поне като начало да стоплят обитателите си с топлина, която никога няма да свърши (дори в мащаба на живота на нашата планета като цяло) - това ще ни позволи да мислим за бъдещето на геотермалната енергия енергия в необятните руски простори. Сега в Русия се греят на топлината на Земята в Камчатка и Дагестан, но може би ще дойде време и за Пулково.

Константин Рангс

Температура вътре в Земята.Определянето на температурата в черупките на Земята се основава на различни, често косвени данни. Най-надеждните данни за температурата се отнасят за най-горната част на земната кора, открита от мини и сондажи до максимална дълбочина от 12 km (Колски кладенец).

Повишаването на температурата в градуси по Целзий на единица дълбочина се нарича геотермален градиент,и дълбочината в метри, през която температурата се повишава с 1 0 C - геотермален етап.Геотермалния градиент и съответно геотермалната стъпка се променят от място на място в зависимост от геоложките условия, ендогенната активност в различни области, както и разнородната топлопроводимост на скалите. Освен това, според Б. Гутенберг, границите на флуктуациите се различават повече от 25 пъти. Пример за това са два рязко различни градиента: 1) 150 o на 1 km в Орегон (САЩ), 2) 6 o на 1 km регистриран в Южна Африка. Според тези геотермални градиенти, геотермалната стъпка също се променя от 6,67 m в първия случай до 167 m във втория. Най-честите колебания на градиента са в рамките на 20-50 o, а геотермалната стъпка е 15-45 м. Средният геотермален градиент отдавна се приема за 30 o C на 1 km.

Според В. Н. Жарков геотермалния градиент в близост до повърхността на Земята се оценява на 20 o C на 1 km. Въз основа на тези две стойности на геотермалния градиент и неговото постоянство дълбоко в Земята, тогава на дълбочина от 100 km трябва да има температура от 3000 или 2000 o C. Това обаче е в противоречие с действителните данни. Именно на тези дълбочини периодично възникват магмени камери, от които лавата изтича на повърхността с максимална температура 1200-1250 o. Имайки предвид този своеобразен „термометър“, редица автори (В. А. Любимов, В. А. Магнитски) смятат, че на дълбочина 100 km температурата не може да надвишава 1300-1500 o C.

При по-високи температури скалите на мантията биха били напълно разтопени, което противоречи на свободното преминаване на срязващите сеизмични вълни. По този начин средният геотермален градиент може да бъде проследен само до определена относително малка дълбочина от повърхността (20-30 km), а след това трябва да намалява. Но дори и в този случай на едно и също място промяната на температурата с дълбочина е неравномерна. Това може да се види в примера за температурни промени с дълбочина по Колския кладенец, разположен в стабилния кристален щит на платформата. При полагането на този кладенец те очакваха геотермален градиент от 10 o на 1 km и следователно на проектната дълбочина (15 km) очакваха температура от порядъка на 150 o C. Такъв градиент обаче беше само до дълбочина 3 км, а след това започва да нараства с 1,5 -2,0 пъти. На дълбочина 7 km температурата е била 120 o C, на 10 km -180 o C, на 12 km -220 o C. Предполага се, че на проектната дълбочина температурата ще бъде близка до 280 o C. Вторият пример са данни от кладенец, разположен в Северен Каспийски регион, в зоната на по-активен ендогенен режим. В него на дълбочина 500 m температурата се оказа 42,2 o C, на 1500 m - 69,9 o C, на 2000 m - 80,4 o C, на 3000 m - 108,3 o C.

Каква е температурата в по-дълбоките зони на мантията и ядрото на Земята? Повече или по-малко надеждни данни са получени за температурата на основата на слой В на горната мантия (виж фиг. 1.6). Според В. Н. Жарков, „подробните изследвания на фазовата диаграма на Mg 2 SiO 4 - Fe 2 Si0 4 позволиха да се определи референтната температура на дълбочина, съответстваща на първата зона на фазовите преходи (400 km)“ (т.е. преходът от оливин до шпинел). Температурата тук, в резултат на тези изследвания, е около 1600 50 o C.

Въпросът за разпределението на температурите в мантията под слой B и ядрото на Земята все още не е решен и затова са изразени различни идеи. Може само да се предположи, че температурата се повишава с дълбочината със значително намаляване на геотермалния градиент и увеличаване на геотермалната стъпка. Предполага се, че температурата в ядрото на Земята е от порядъка на 4000-5000 o C.

Средно аритметично химичен съставЗемята. За да се прецени химическият състав на Земята, се използват данни за метеорити, които са най-вероятните проби от протопланетен материал, от който са се образували земни планети и астероиди. Досега много от нещата, паднали на Земята, са добре проучени. различни временаи в различни местаметеорити. Въз основа на техния състав има три вида метеорити: 1) желязо,състоящ се главно от никелово желязо (90-91% Fe), с малка добавка на фосфор и кобалт; 2) железен камък(сидеролити), състоящи се от железни и силикатни минерали; 3) камък,или аеролити,състоящ се главно от железо-магнезиеви силикати и включвания на никелово желязо.

Най-разпространени са каменните метеорити - около 92,7% от всички находки, желязно-каменните 1,3% и железните 5,6%. Каменните метеорити се делят на две групи: а) хондрити с малки закръглени зърна - хондрули (90%); б) ахондрити, които не съдържат хондрули. Съставът на каменните метеорити е близък до ултраосновните магмени скали. Според М. Бот те съдържат около 12% желязо-никелова фаза.

Въз основа на анализ на състава на различни метеорити, както и на получените експериментални геохимични и геофизични данни, редица изследователи дават съвременна оценка на брутния елементен състав на Земята, представен в табл. 1.3.

Както се вижда от данните в таблицата, увеличеното разпределение се отнася за четири основни елементи- O, Fe, Si, Mg, съставляващи над 91%. Групата на по-рядко срещаните елементи включва Ni, S, Ca, A1. Други елементи периодичната таблицаМенделеев в в световен мащабпо отношение на общото разпространение те са от второстепенно значение. Ако сравним дадените данни със състава на земната кора, ясно се вижда значителна разлика, изразяваща се в рязко намаляване на O, A1, Si и значително увеличение на Fe, Mg и появата на забележими количества S и Ni .

Формата на Земята се нарича геоид.За дълбоката структура на Земята се съди по надлъжни и напречни сеизмични вълни, които, разпространявайки се вътре в Земята, изпитват пречупване, отражение и затихване, което показва стратификацията на Земята. Има три основни области:

Земната кора;

мантия: горна до дълбочина 900 km, долна до дълбочина 2900 km;

външното ядро ​​на Земята до дълбочина 5120 км, вътрешното ядро ​​до дълбочина 6371 км.

Вътрешната топлина на Земята е свързана с разпадането на радиоактивни елементи - уран, торий, калий, рубидий и др. Средната стойност на топлинния поток е 1,4-1,5 µcal/cm2.s.

1. Каква е формата и размерите на Земята?

2. Какви методи съществуват за изследване на вътрешната структура на Земята?

3. Какъв е вътрешният строеж на Земята?

4. Кои сеизмични участъци от първи ред са ясно идентифицирани при анализа на структурата на Земята?

5. Какви са границите на участъците Мохоровичич и Гутенберг?

6. Каква е средната плътност на Земята и как се променя на границата на мантията и ядрото?

7. Как се променя топлинният поток в различните зони? Как се разбира промяната в геотермалния градиент и геотермалната стъпка?

8. Какви данни се използват за определяне на средния химичен състав на Земята?

Литература

• Войткевич Г.В.Основи на теорията за произхода на Земята. М., 1988.

• Жарков В.Н. Вътрешна структураЗемята и планетите. М., 1978.

• Магнитски V.A.Вътрешен строеж и физика на Земята. М., 1965.

• Есетасравнителна планетология. М., 1981.

• Ringwood A.E.Състав и произход на Земята. М., 1981.

Представете си дом, в който винаги се поддържа комфортна температура, без отоплителни или охладителни системи. Тази система работи ефективно, но не изисква сложна поддръжка или специални познания от собствениците.

Въздухът е свеж, чува се чуруликането на птиците и вятърът лениво си играе с листата на дърветата. Къщата получава енергия от земята, точно както листата получават енергия от корените. Прекрасна картина, нали?

Геотермалните системи за отопление и охлаждане превръщат тази визия в реалност. Геотермалната ОВК (отопление, вентилация и климатизация) система използва температурата на земята, за да осигури отопление през зимата и охлаждане през лятото.

Как работи геотермалното отопление и охлаждане

температура заобикаляща средасе променя със смяната на сезоните, но подземната температура не се променя толкова значително поради изолационните свойства на земята. На дълбочина 1,5-2 метра температурата остава относително постоянна през цялата година. Геотермалната система обикновено се състои от вътрешно оборудване за пречистване, подземна тръбна система, наречена подземен контур, и/или помпа за циркулация на водата. Системата използва постоянната температура на земята, за да осигури "чиста и безплатна" енергия.

(Не бъркайте концепцията за геотермална NVC система с „ геотермална енергия“ – процес, при който електричеството се произвежда директно от високи температури в земята. IN последният случайизползват се други видове оборудване и други процеси, чиято цел обикновено е загряване на вода до точка на кипене.)

Тръбите, които изграждат подземния контур, обикновено са изработени от полиетилен и могат да бъдат монтирани хоризонтално или вертикално под земята, в зависимост от терена. Ако има достъп до водоносен хоризонт, инженерите могат да проектират система с „отворена верига“, като пробият кладенец до подземните води. Водата се изпомпва, преминава през топлообменник и след това се инжектира отново в същия водоносен хоризонт чрез „повторно инжектиране“.

През зимата водата, преминаваща през подземен контур, поглъща топлината на земята. Вътрешното оборудване допълнително повишава температурата и я разпределя в цялата сграда. Все едно климатик работи на заден ход. През лятото геотермална HVAC система изтегля вода с висока температура от сградата и я пренася през подземен контур/помпа до повторно инжекционен кладенец, където водата се влива в по-хладната почва/водоносен хоризонт.

За разлика от конвенционалните системи за отопление и охлаждане, геотермалните ОВК системи не използват изкопаеми горива за генериране на топлина. Те просто вземат висока температураот земята. Обикновено електричеството се използва само за работа на вентилатора, компресора и помпата.

Има три основни компонента в една геотермална система за охлаждане и отопление: термопомпа, топлообменна течност (система с отворен или затворен контур) и система за подаване на въздух (тръбопроводна система).

За геотермалните термопомпи, както и за всички останали видове термопомпи, съотношението им полезно действиекъм енергията, изразходвана за това действие (ефективност). Повечето геотермални термопомпени системи имат ефективност от 3,0 до 5,0. Това означава, че системата преобразува една единица енергия в 3-5 единици топлина.

Геотермалните системи не изискват висока поддръжка. Правилно инсталиран, което е много важно, подземен контур може да служи добре за няколко поколения. Вентилаторът, компресорът и помпата се намират на закрито и са защитени от променящите се атмосферни условия, така че експлоатационният им живот може да продължи много години, често десетилетия. Рутинните периодични проверки, навременната смяна на филтъра и годишното почистване на бобината са единствената необходима поддръжка.

Опит в използването на геотермални NVC системи

Геотермалните NVC системи се използват повече от 60 години по целия свят. Те работят с природата, а не срещу нея, и не отделят парникови газове (както беше отбелязано по-рано, те използват по-малко електроенергия, защото се възползват от постоянната температура на земята).

Геотермалните ОВК системи все повече се превръщат в атрибути на екологично чисти домове, като част от нарастващото движение за зелено строителство. Зелените проекти представляват 20 процента от всички жилища, построени в САЩ миналата година. Статия в Wall Street Journal изчислява, че до 2016 г. бюджетът за зелено строителство ще нарасне от 36 милиарда долара годишно до 114 милиарда долара. Това ще представлява 30-40 процента от целия пазар на недвижими имоти.

Но голяма част от информацията за геотермалното отопление и охлаждане се основава на остарели данни или необосновани митове.

Разбиване на митове за геотермалните NVC системи

1. Геотермалните NVC системи не са възобновяема технология, защото използват електричество.

Факт: Геотермалните HVAC системи използват само една единица електроенергия, за да произведат до пет единици охлаждане или отопление.

2. Слънчевата енергия и вятърната енергия са по-благоприятни възобновяеми технологии в сравнение с геотермалните NVC системи.

Факт: Геотермалните HVAC системи за един долар генерират четири пъти повече киловатчаса, отколкото произвежда слънчева или вятърна енергия за същия долар. Тези технологии, разбира се, могат да играят важна роля за околната среда, но геотермалната NVC система често е най-ефективният и икономичен начин за намаляване на въздействието върху околната среда.

3. Геотермалната NVC система изисква много пространство за поставяне на подземните полиетиленови тръби.

Факт: В зависимост от терена, подземният контур може да е вертикален, което означава, че е необходима малка повърхност. Ако има достъпен водоносен хоризонт, тогава са необходими само няколко квадратни фута повърхност. Имайте предвид, че водата се връща в същия водоносен хоризонт, от който е взета след преминаване през топлообменника. Така водата не се оттича и не замърсява водоносния хоризонт.

4. Геотермалните термопомпи NVK са шумни.

Факт: Системите са много тихи и няма оборудване отвън, за да не се безпокоят съседите.

5. Геотермалните системи в крайна сметка се износват.

Факт: Подземните вериги могат да продължат поколения. Топлообменното оборудване обикновено издържа десетилетия, защото е защитено на закрито. Когато дойде време за смяна на оборудването, цената за смяна е много по-малка от нова геотермална система, тъй като подземният контур и кладенецът са най-скъпите части. Новите технически решения премахват проблема със задържането на топлина в земята, така че системата може да обменя температури в неограничени количества. В миналото е имало случаи на пропуснати системи, които действително прегряват или преохлаждат земята до степен, че вече няма температурна разлика, необходима за функционирането на системата.

6. Геотермалните NVC системи работят само за отопление.

Факт: Те работят също толкова ефективно за охлаждане и могат да бъдат проектирани така, че да няма нужда от допълнителен резервен източник на топлина. Въпреки че някои клиенти решават, че е по-рентабилно да имат малка резервна система за най-студените времена. Това означава, че тяхната подземна верига ще бъде по-малка и следователно по-евтина.

7. Геотермалните ОВК системи не могат едновременно да затоплят вода за битови нужди, да затоплят водата в басейна и да отопляват къщата.

Факт: Системите могат да бъдат проектирани да изпълняват много функции едновременно.

8. Геотермалните NVC системи замърсяват земята с хладилни агенти.

Факт: Повечето системи използват само вода в контурите.

9. Геотермалните NVC системи използват много вода.

Факт: Геотермалните системи всъщност не използват вода. Ако подземните води се използват за обмен на температура, тогава цялата вода се връща в същия водоносен хоризонт. Наистина имаше някои системи, използвани в миналото, които губеха вода, след като преминаха през топлообменника, но такива системи почти не се използват днес. Ако погледнете въпроса от търговска гледна точка, геотермалните NVC системи всъщност спестяват милиони литри вода, която би се изпарила в традиционните системи.

10. Геотермалната NVC технология не е финансово осъществима без държавни и регионални данъчни стимули.

Факт: Правителството и регионални ползиобикновено представляват 30 до 60 процента от общите разходи за геотермална система, което често може да намали първоначалната цена до почти същото ниво като конвенционалното оборудване. Стандартните ОВК въздушни системи струват приблизително $3000 на тон топлина или студ (домовете обикновено използват един до пет тона). Цената на геотермалните NVC системи варира от приблизително $5000 за тон до 8000-9000. Въпреки това, новите методи за инсталиране значително намаляват разходите, до цените на конвенционалните системи.

Намаляването на разходите може да се постигне и чрез отстъпки за оборудване за обществена или търговска употреба или дори големи поръчки от битов характер (особено от големи марки като Bosch, Carrier и Trane). Отворените вериги, използващи помпа и реинжекционен кладенец, са по-евтини за инсталиране от системите със затворен контур.

По материали от: energyblog.nationalgeographic.com