VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Геотермальная энергия (от греч.: geo = земля; thermy = тепло) или термальная энергия – это тепловая энергия, которая содержится в недрах земного шара.

Геотермальная энергия, аккумулируемая на глубине до 400 м, может использоваться не только как источник энергии в системах поверхностного отопления и горячего водоснабжения, но также и в качестве источника энергии в системах поверхностного охлаждения, что позволяет в значительной мере снизить уровень эксплуатационных затрат.

Энергетические сваи − это теплообменники, устанавливаемые в свайный фундамент, применяются в зонах с незначительной несущей нагрузкой. Теплоноситель циркулирует по трубам (чаще всего полиэтиленовым или полипропиленовым), уложенным в вертикальных скважинах глубиной от 50 до 200 м. Обычно используется два типа вертикальных грунтовых теплообменников:

• U-образный теплообменник, представляющие собой две параллельные трубы, соединенные в нижней части. В одной скважине располагаются одна или две (реже три) пары таких труб. Преимуществом такой схемы является относительно низкая стоимость изготовления.

• Коаксиальный (концентрический) теплообменник. Простейший коаксиальный теплообменник представляет собой две трубы различного диаметра. Труба меньшего диаметра располагается внутри другой трубы. Коаксиальные теплообменники могут быть и более сложных конфигураций.

Первичной функцией энергетической сваи является передача нагрузки от здания на грунт. Дополнительно сваю можно использовать в качестве среды для передачи термальной энергии.

Если при строительстве необходимо использовать фундаментные сваи, то существует возможность их термальной активации. Систему энергетических свай следует использовать в качестве переменного накопителя, систематически чередуя режимы отопления и охлаждения. Таким образом, достигается оптимальная мощность отведения как для генерации тепла, так и холода.

Наиболее распространенными являются трубы размером 20х2,00 мм или 25х2,3 мм. В зависимости от здания может варьироваться диаметр свай, а также количество циркуляционных контуров внутри них. Также возможна установка нескольких вариантов расположения труб, среди которых: расположение труб в форме меандра, параллельное расположение петель или спиралью. К преимуществам энергетических свай можно отнести:

• Низкие дополнительные инвестиционные затраты в случае запланированных свайных фундаментов

• Использования в качестве базовой нагрузки

• Может использоваться со всеми типами фундаментов глубокого заложения

• Идеальное решение для жилых и нежилых зданий

Таким образом, системы тепло- и холодоснабжения зданий, использующие низкопотенциальное тепло Земли, представляют собой надежный источник энергии, который может быть использован повсеместно. Этот источник может использоваться в течение достаточно длительного времени, и может быть возобновлен по окончании периода эксплуатации.

2