Теоретические основы и технологии извлечения геотермальной энергии с использованием абсорбционных тепловых насосов

• Автор: Смирнов, Станислав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Анализ методов техникоэкономической и экологической оценки извлечения и использования геотермальной энергии
1.1 Теплоэнергетический комплекс РФ состояние, влияние на окружающую среду и перспективы развития.

1.2 Анализ методик оценки и районирования геотермальных ресурсов

1.2.1 Анализ использования глубинных водоносных пластов

1.2.2 Анализ использования тепла сухих горячих пород

1.3 Анализ геотермических режимов и тепловых потоков земных

1.3.1 Анализ геотермальных ресурсов Ставропольского края

1.4 Формулирование возможных направлений решения задачи

1.4.1 Разрабо тка способа извлечения геотермального тепла.

1.4.2 Разработка способа использования геотермального тепла
1.4.3 Разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений.
1.5 Основные выводы
Глава 2. Разработка общей методики проведения исследований .
2.1 Анализ методик расчета температурного режима геотермальной скважины
2.2 Разработка математической модели извлечения геотермальной энергии методом конечных разностей
2.2.1 Последовательность расчета нестационарной
теплопроводности грунта в призабойной зоне
2.2.2 Обшая характеристика методики расчета отдельного участка
геотермальной скважины
2.3 Основные выводы
Глава 3. Разработка программы количественной оценки геотермального потенциала скважины
3.1 Расчетный участок геотермальной скважины
3.1.1 Определение геометрических и гидродинамических характеристик трубопроводов скважины на расчетном участке.
3.1.2 Основные уравнения для теплового расчета трубопровода скважины на расчетном участке.
3.2 Анализ результатов расчета
3.3 Основные выводы
Глава 4. Исследование режимов работы абсорбционных тепловых насосов совместно с системами тепло холодоснабжен и я.
4.1 Характеристики абсорбционных тепловых насосов
4.2 Опыт использования абсорбционного теплового насоса.
4.3 Анализ режимов работы абсорбционных тепловых насосов совместно с системой теплоснабжения
4.4 Основные выводы Глава 5. Расчет ориентировочной экономической эффективности от внедрения новой технологии на основе научного прогнозирования
на время разработки, освоения и срока морального старения
5.1 Методика проведения исследования экономической эффективности извлечения и использования геотермальной
энергии
5.1.1 Основные понятия инвестиционного анализа
5.1.2 Основные показатели эффективности инвестиционного
проекта
5.2 Расчет капитальных затрат
5.3 Расчет себестоимости теплоты.
5.4 Расчет экономии топлива
5.5 Техникоэкономические показатели
5.6 Техникоэкономическая оценка рыночног о потенциала
Заключение
Список использованных источников


Большинство технологий и технических средств, используемых для преобразования нетрадиционных возобновляемых видов энергии ВИЭ, не оказывают вредного воздействия на окружающую среду и могут считаться экологически чистыми. Выработка энергии на базе этих источников позволяет замещать значительные количества дефицитного органического топлива, сократить объемы перевозок топлива в отдаленные регионы, исключить образование и негативное воздействие продуктов сгорания, в том числе золы, оксидов азота и серы, на среду обитания. В настоящее время многие виды ВИЭ уже конкурентоспособны на энергетическом рынке, особенно геотермальная энергетика. Существенным недостатком использования гидротермальных установок в различных практических целях является как их низкая удельная теплопроизводительность, так и сложный химический состав подземных вод значение , степень минерализации, ионмосолевой и газовый состав и др. Кроме того, распределение гидротермальных источников не соответствует плотности населения, в связи с преимущественным расположением высокопотенциальных гидротермических источников в зонах высокой геологической активности. Транспортирование же низкопотенциальной тепловой энергии на большие расстояния экономически не оправдано, что предполагает для окупаемости проекта выработку электроэнергии как наиболее мобильного источника энергии и развитие теплопотребляющей инфраструктуры вокруг источника теплицы, зарыбленные водоемы, бальнеологические объекты и жилые дома. Однако создание такой инфраструктуры требует значительных капитальных вложений. Использование тепла сухих горячих пород позволит снизить эксплуатационные затраты по сравнению с использованием термальных вод. Указанный технический результат может достигаться за счет применения абсорбционного теплового насоса, что позволяет снизить эксплуатационные расходы, включая энергозатраты. Технология извлечения и использования геотермальной энергии для систем теплохолодоснабжения предназначена для использования возобновляемых источников энергии на объектах жилищнокоммунального хозяйства в отдаленных районах, в которые затруднена или экономически нецелесообразна подача традиционных энергоресурсов. При этом технология не привязна к гидротермальным источникам. Разработанная технология может конкурировать с известными способами использования гидротермальных энергоресурсов, т. Цель исследований. Эффективное извлечение и использование геотермальной энергии с помощью абсорбционных тепловых насосов. Изучаемые явления. Геотермальный потенциал скважин. Распределение температуры в грунтах скважины при извлечении геотермальной энергии. Абсорбционные тепловые насосы. Температурные режимы использования геотермальной энергии для систем тепло холодоснабжения. Объект исследования. Петротермальная энергия. Геотермальная скважина и работа абсорбционного теплового насоса на геотермальной энергии для тепло холодоснабжения объектов жилищнокоммунального хозяйства. Используемые средства. Данные по геотермическому потенциалу скважин. Пакет прикладных программ для программирования и статистической обработки результатов экспериментов. Методы исследования. В работе использованы методы теории подобия, интегрального и дифференциального исчисления, математической статистики, методы оптимизации и системный анализ, а также наряду с аналитическими методами в исследованиях применялось компьютерное моделирование. Достоверность научных положений и полученных в работе результатов основана на корректности постановки задач исследования и принятых упрощающих допущений подтверждается применением физически обоснованных математических моделей и удовлетворительным соответствием аналитических расчетов с данными, полученными экспериментально на опытных и пилотных установках другими исследователями, а также достаточно широкой публикацией результатов работы и их обсуждением на научных конференциях различного уровня. Практическая значимость. Результаты научных исследований включены в отчет о научноисследовательской работе по государственному контракту от июня г.