Использование подземного пространства

Системы теплоснабжения и теплоаккуллулируюшие ёмкости

За рубежом уже более 30 лет эксплуатируются подземные теплоаккумулирующие ёмкости, представляющие собой изолированные резервуары объёмом от 10 тыс. до 100 тыс. м3. Тепло-аккумулирующие свойства скального массива позволяют в течение длительного времени сохранять постоянную температуру воды в резервуарах. Чаще всего используют одно из трёх компоновочных решений:

резервуары мелкого заложения, устраиваемые открытыми способами с применением теплоизоляционных материалов (рис. 2.121, а);

подземные выработки в прочном, плотном, водонепроницаемом скальном массиве (рис. 2.121, б);

система изолированных скважин (рис. 2.121, в).

В г. Керава (Финляндия ) с 1983 года эксплуатируется солнечная деревня, представляющая   собой   микрорайон   из 44 коттеджей. На крышах домов установлены солнечные батареи-накопители с жидкостной циркуляцией. От них тепло передаётся в теплоаккумулирующую ёмкость, представляющую собой подземный резервуар в виде цилиндра диаметром около 10 м, высотой около 20 м и объёмом 1500 м3 (рис. 2.122). Выработка шахтного типа пройдена в прочном скальном массиве без закрепления стен и днища. Самообеспеченность такой системы составляет 50— 70 %. Дополнительный подогрев воды производится электронагревательными     устройствами. Из резервуара тепло по системе скважин, тоннелей и трубопроводов равномерно распределяется по посёлку.

Широкое применение подземные теплоаккумулирующие ёмкости нашли в Швеции. В частности, в 1983 году в г. Луму возведено крупнейшее в мире скважинное теплохранилище объёмом 100 тыс. м3 (см. рис. 2.121, в). Хранилище используется для сезонного аккумулирования тепла, получаемого от сталеплавильного завода.

Аналогичные подземные теплоаккумуляторы разработаны в нашей стране в ЭНИН им. Г.М. Кржижановского. Они предназначены для создания систем сезонного аккумулирования тепла компрессорных станций в подземных водоносных горизонтах. Аккумуляция тепла осуществляется в водоносном пласте мощностью не менее Юм, расположенном на глубине до 500 м. Водоносный горизонт должен быть окружён водоупорными пластами.

При работе такого аккумулятора в режиме зарядки горячая вода от компрессорной станции нагнетается в пласт по эксплуатационной скважине (рис. 2.123, а). Для снижения давления нагнетания и повышения приемистости водоносного горизонта используется разгрузочная скважина.

При работе теплоаккумулятора в режиме разряда (2.123, б), горячая вода из пласта откачивается по эксплуатационной скважине и после водоподготовки поступает в теплообменник, а оттуда тепло отбирается и подаётся к потребителю, а охлаждённая вода закачивается через разгрузочную скважину обратно в пласт. Таким образом, каждая эксплуатационная скважина работает как в режиме извлечения, так и в режиме нагнетания.