Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Геотермальная теплогенерация

Геотермальные системы используют альтернативные источники тепла, относящиеся к возобновляемым источником энергии, что не мешает успешно использовать их по всей России, в том числе и в сложных климатических условиях. В отличие от традиционных методов обогрева, стоимость эксплуатации геотермальной системы, основанной на использовании тепловой энергии почвы, не зависит от цен на топливо. Кроме того, такие системы не требуют создания сложной инфраструктуры и могут работать автономно на протяжении длительного времени, что позволяет применять их на удаленных объектах. За годы работы наша компания успешно реализовала более 270 проектов внедрения данной технологии, которая может эффективно использоваться в том числе и на объектах нефтегазовой отрасли.

21.10.2017 Инженерная практика №08/2017
Гранин Александр Викторович Коммерческий директор ООО «ЭКОКЛИМАТ»

Система геотермальной теплогенерации (рис. 1) основана на использовании «бесплатного» низкопотенциального тепла и состоит из трех элементов: геотермального теплообменника, теплового насоса и непосредственно системы отопления. Принцип действия следующий: геотермальный теплообменник собирает тепло и передает его в тепловой насос, который, в свою очередь, преобразует его в высокотемпературное тепло.

Рис. 1. Геотермальная система
Рис. 1. Геотермальная система

ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Наиболее распространены геотермальные теплообменники двух типов: вертикальные и горизонтальные. Горизонтальный грунтовый теплообменник собирает тепло (рис. 2), накопленное в верхних слоях земли, в основном, за счет поглощенной энергии солнца за летний период. Полиэтиленовая труба, по которой циркулирует теплоноситель, укладывается змейкой на глубине около 1,5 м, при этом площадь и количество петель напрямую зависят от мощности теплового насоса и характеристик грунта.

Рис. 2. Горизонтальный грунтовый теплообменник
Рис. 2. Горизонтальный грунтовый теплообменник

Вертикальный грунтовой теплообменник (рис. 3) состоит из одного или нескольких зондов с U-образным наконечником, которые устанавливаются в вертикальные скважины глубиной до 100 метров. В отличие от горизонтальных, вертикальные теплообменники требуют существенно меньшего пространства.

Рис. 3. Вертикальный грунтовый теплообменник
Рис. 3. Вертикальный грунтовый теплообменник

ТЕПЛОВОЙ НАСОС

В 2014 году ООО «ЭКОКЛИМАТ» приступило к серийному выпуску собственной линейки тепловых насосов оригинальной конструкции. Модели сертифицированы и адаптированы к работе в сложных климатических условиях. На момент подготовки материала в Сибирском регионе были установлены 27 тепловых насосов с функцией кондиционирования, которая включена в базовую комплектацию (рис. 4).

Рис. 4. Тепловой насос ECO
Рис. 4. Тепловой насос ECO
Рис. 5. Тепловой насос Danfoss, Дания
Рис. 5. Тепловой насос Danfoss, Дания

Более 12 лет инсталлируется оборудование концерна Danfoss одного из лучших европейских производителей (рис. 5).

Тепловые насосы – один из самых эффективных и экологически чистых способов получения тепла и холода для любых зданий: как промышленных, так и гражданских.

Немаловажно и то, что тепловые насосы позволяют использовать вторичные источники энергии. Например, применение геотермального теплоснабжения в сочетании с солнечной энергией в бивалентных системах.

Рис. 6. Годовые затраты на отопление, горячую воду и кондиционирование дома площадью 350-400 м3, тыс. руб.
Рис. 6. Годовые затраты на отопление, горячую воду и кондиционирование дома площадью 350-400 м3, тыс. руб.

ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ

В контексте нефтегазовой отрасли геотермальные системы могут применяться для обогрева нефти при транспортировке, охлаждения асинхронных двигателей, подогрева резервуаров и т.п. В некоторых случаях возможно добиться семикратного снижения эксплуатационных расходов.

Рис. 7. Зависимость стоимости тепловой установки от величины отапливаемой площади без ГВС
Рис. 7. Зависимость стоимости тепловой установки от величины отапливаемой площади без ГВС
Рис. 8. Зависимость стоимости тепловой установки от величины отапливаемой площади с ГВС
Рис. 8. Зависимость стоимости тепловой установки от величины отапливаемой площади с ГВС

Тепловые насосы позволяют использовать бесплатное тепло Земли и вернуть низкопотенциальное вторичное тепло газо- и нефтеперерабатывающих заводов в технологический процесс с высокой температурой.

Рис. 9. Удельная стоимость установленной мощности тепловой установки
Рис. 9. Удельная стоимость установленной мощности тепловой установки
Рис. 10. Удельная стоимость отопления
Рис. 10. Удельная стоимость отопления

Приблизительная экономическая выгода от использования геотермальных систем представлена на рис. 6-10, а также в таблице.

Таблица 1. Стоимостные показатели геотермальной тепловой установки
Таблица 1. Стоимостные показатели геотермальной тепловой установки
Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Александр Викторович, скажите, пожалуйста, есть ли опыт реализации проектов на больших объектах с большими нагрузками?
Александр Гранин: Спасибо за вопрос. Модельный ряд томских тепловых насосов ECO содержит мощные модели до 92 кВт. При необходимости возможно собрать каскад тепловых насосов, в принципе не ограниченной мощности. Например, сейчас идет проектирование здания – 25 тыс. м2, это большой гипермаркет, с установкой более 1 МВт тепловой мощности. Среди 270 наших объектов нет ни одного, где случилось что-либо нештатное.
Вопрос: У меня вопрос по захолаживанию грунта: есть какие-то ограничения?
А.Г.: Вы знаете, когда 12 лет назад мы начинали ставить тепловые насосы, мы использовали программу надежности Danfoss, которая позволяет оценить грунтовые теплообменники. В 2014 году для прохождения экспертиз у нас в России мы создали свое программное обеспечение для расчета горизонтальных и вертикальных грунтовых теплообменников, на которое получили сертификат с рекомендациями к использованию.
К сожалению, в России сейчас появилось очень много компаний, которые начинают устанавливать тепловые насосы, не понимая, сколько тепла и как можно забрать у грунта. Очень важно на каждом объекте в зависимости от геологиических условий, выбрать вид и исполнение грунтового теплообменника. Это очень тонкий анализ и расчеты. Мы научились это делать, и теперь у нас 270 объектов, эксплуатирующихся без нареканий.
Вопрос: Бурение скважин включено в цены, которые у Вас представлены?
А.Г.: Да, конечно. В таблице дана стоимость тепловой установки под ключ, то есть даже вместе с теплоносителем.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Исследование возможности применения полимерного заводнения на карбонатных коллекторах Мещеряковского месторождения
Эффективное использование жидкого топлива на объектах теплоэнергетики
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №05/2018

Инженерная практика

Выпуск №05/2018

Промысловые трубопроводыМеханизированная добыча
Особенности и нормативная база в области эксплуатации и ремонта подводных трубопроводовДиагностика, мониторинг и обеспечение безаварийной эксплуатации промысловых трубопроводов, защитные покрытияПроектирование, строительство и ремонт стальных и полимерных трубопроводовОПИ глубинно-насосного оборудования и НКТ с защитными покрытиями, эксплуатация неметаллических НКТРеагенты и внутрискважинное оборудование для механизированной добычи нефти в осложненных условияхПодготовка нефти. Внедрение ГИС
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Трубопроводный транспорт
Коррозия 2018
Международная производственно-техническая конференция

КОРРОЗИЯ – 2018: Эффективные методы работы с фондом скважин, осложненным коррозией, эксплуатация промысловых нефтегазопроводов и водоводов в условиях высокой коррозионной активности

27-29 августа 2018 г., г. Казань, конференц-зал «Габдулла Тукай»
Задачей Конференции является обмен опытом и определение наиболее экономически и технологически эффективных решений и технологий в области работы с фондом скважин, осложненных коррозионным фактором и анализ применения современных методов и технологий для сокращения аварийности промысловых трубопроводов различного назначения в условиях высокой коррозионной активности.
Ближайший тренинг
Механизированная добыча
Эффективность механизированного фонда – июль 2018
Тренинг-курс

Повышение эффективности эксплуатации механизированного фонда скважин

23 – 27 июля 2018 г., г. Москва
Цель курса состоит в создании у слушателей комплексного и разностороннего представления о современной теории и практике работы с механизированным фондом скважин при решении ряда основных производственно-технических задач. Занятия проводятся с использованием новейших презентационных материалов и программных комплексов экспертами-практиками с большим производственным и научным опытом.