Minimalna temperatura tla. Temperatura unutar Zemlje. Iskustvo u korišćenju geotermalnih NVC sistema
Dom
Temperatura tla se kontinuirano mijenja s dubinom i vremenom. Zavisi od brojnih faktora, od kojih je mnoge teško objasniti. Potonje, na primjer, uključuju: prirodu vegetacije, izloženost nagiba kardinalnim tačkama, zasjenjenje, snježni pokrivač, prirodu samog tla, prisustvo supra-permafrost voda, itd. Međutim, temperatura tla , kako po vrijednosti tako i po prirodi distribucije, ostaje prilično konzistentan iz godine u godinu stabilan, a odlučujući utjecaj ovdje ostaje temperatura zraka. Temperatura tla na različitim dubinama
iu različitim periodima godine mogu se dobiti direktnim mjerenjima u termalnim bunarima, koji se ugrađuju u toku procesa snimanja. Ali ova metoda zahtijeva dugoročna promatranja i značajne troškove, što nije uvijek opravdano. Podaci dobijeni iz jedne ili dvije bušotine raspoređeni su na velike površine i dužine, značajno narušavajući stvarnost tako da se izračunati podaci o temperaturi tla u mnogim slučajevima pokazuju pouzdanijima. Permafrost temperatura tla
na bilo kojoj dubini (do 10 m od površine) i za bilo koji period godine može se odrediti po formuli:
tr = mt°, (3.7)
gdje je z dubina mjerena od VGM-a, m;
tr – temperatura tla na dubini z, u stepenima.
τr – vrijeme jednako godini (8760 sati);
τ - vrijeme koje se računa unaprijed (do 1. januara) od trenutka početka jesenjeg smrzavanja tla do trenutka za koji se mjeri temperatura, u satima;
exp x – eksponent (eksponencijalna funkcija exp je preuzeta iz tabela); m – koeficijent u zavisnosti od perioda godine (za period oktobar - maj m = 1,5-0,05z, a za period jun - septembar
m = 1)
Najniža temperatura na datoj dubini će biti kada kosinus u formuli (3.7) postane jednak -1, tj. minimalna temperatura tla za godinu dana na datoj dubini će biti
tr min = (1,5-0,05z) t°, (3,8)
Maksimalna temperatura tla na dubini z bit će kada kosinus poprimi vrijednost jednaku jedan, tj.
tr max = t°, (3.9)
U sve tri formule, vrijednost volumetrijskog toplotnog kapaciteta C m treba izračunati za temperaturu tla t° koristeći formulu (3.10).
C 1 m = 1/W, (3.10) može se odrediti i proračunom, uzimajući u obzir da je promjena temperature u ovom sloju prilično precizno aproksimirana linearnom ovisnošću na sljedećim temperaturnim gradijentima (tablica 3.1).
Izračunavši po jednoj od formula (3.8) – (3.9) temperaturu tla na nivou VGM, tj. stavljajući Z=0 u formule, zatim pomoću tabele 3.1 određujemo temperaturu tla na datoj dubini u sloju sezonskog odmrzavanja. U najvišim slojevima tla, do približno 1 m od površine, priroda temperaturnih fluktuacija je vrlo složena.
Tabela 3.1
Gradijent temperature u sloju sezonskog odmrzavanja na dubini ispod 1 m od površine tla
Napomena. Znak gradijenta je prikazan u smjeru prema dnevnoj površini.
Da biste dobili procijenjenu temperaturu tla u metarskom sloju od površine, možete postupiti na sljedeći način. Izračunajte temperaturu na dubini od 1 m i temperaturu dnevne površine tla, a zatim interpolacijom iz ove dvije vrijednosti odredite temperaturu na datoj dubini.
Temperatura na površini tla t p in hladnog perioda godine može se uzeti jednaka temperaturi vazduha. tokom ljeta:
t p = 2+1,15 t c, (3,11)
gdje je t p temperatura površine u stepenima.
t in – temperatura vazduha u stepenima.
Temperatura tla u zoni permafrosta koja se ne spaja izračunava se drugačije nego kod spajanja. U praksi možemo pretpostaviti da će temperatura na nivou VGM biti jednaka 0°C tokom cijele godine. Projektna temperatura Permafrost tlo na datoj dubini može se odrediti interpolacijom, pod pretpostavkom da se mijenja na dubini prema linearnom zakonu od t° na dubini od 10 m do 0°C na dubini VGM. Temperatura u otopljenom sloju ht može se uzeti od 0,5 do 1,5°C.
U sloju sezonskog smrzavanja h p temperatura tla se može izračunati na isti način kao i za sloj sezonskog odmrzavanja spojene zone permafrosta, tj. u sloju h p – 1 m duž temperaturnog gradijenta (tabela 3.1), uzimajući u obzir temperaturu na dubini h p jednaku 0°C u hladnoj sezoni i 1°C u ljetno vrijeme. U gornjem metarskom sloju tla, temperatura se određuje interpolacijom između temperature na dubini od 1 m i temperature na površini.
Jedna od najboljih, najracionalnijih metoda u izgradnji trajnih staklenika je podzemni termos staklenik.
Korištenje ove činjenice o postojanosti zemljine temperature na dubini u izgradnji staklenika omogućava enormne uštede na troškovima grijanja u hladnoj sezoni, olakšava održavanje i čini mikroklimu stabilnijom..
Takav staklenik radi u najgorim mrazevima, omogućava vam proizvodnju povrća i uzgoj cvijeća tokom cijele godine.
Pravilno opremljen staklenik u zemlji omogućava uzgoj, između ostalog, južnih usjeva koji vole toplinu. Ograničenja praktički nema. Agrumi, pa čak i ananas mogu napredovati u stakleniku.
No, kako bi sve funkcioniralo kako treba u praksi, neophodno je slijediti provjerene tehnologije koje se koriste za izgradnju podzemnih staklenika. Na kraju krajeva, ova ideja nije nova, čak ni pod carem u Rusiji, potopljeni staklenici su proizvodili plodove ananasa, koje su preduzimljivi trgovci izvozili na prodaju u Evropu.
Iz nekog razloga, izgradnja takvih staklenika uglavnom nije postala rasprostranjena u našoj zemlji, jednostavno je zaboravljena, iako je dizajn idealan za naše podneblje.
Vjerovatno je tu ulogu igrala potreba da se iskopa duboka jama i izlije temelj. Izgradnja ukopanog staklenika je prilično skupa, daleko je od staklenika prekrivenog polietilenom, ali je povrat iz staklenika mnogo veći.
Sveukupno unutrašnje osvjetljenje se ne gubi zbog zakopavanja u zemlju, ali u nekim slučajevima zasićenost svjetla je čak i veća od one u klasičnim staklenicima.
Nemoguće je ne spomenuti snagu i pouzdanost konstrukcije neuporedivo je jača nego inače, lakše podnosi orkanske navale vjetra, dobro se odupire tuči, a snježni ostaci neće biti prepreka.
1. Pit
Stvaranje staklenika počinje kopanjem jame. Da biste koristili toplinu zemlje za zagrijavanje unutrašnjosti, staklenik mora biti dovoljno dubok. Što dublje idete, zemlja postaje toplija.
Temperatura ostaje gotovo nepromijenjena tijekom cijele godine na udaljenosti od 2-2,5 metara od površine. Na dubini od 1 m temperatura tla više varira, ali čak i zimi njena vrijednost ostaje pozitivna obično u srednjem pojasu temperatura je 4-10 C, ovisno o godišnjem dobu.
Ukopani staklenik se gradi u jednoj sezoni. Odnosno, zimi će moći u potpunosti funkcionirati i ostvarivati prihod. Izgradnja nije jeftina, ali korištenjem domišljatosti i kompromisnih materijala moguće je uštedjeti doslovno red veličine izradom svojevrsne ekonomične verzije staklenika, počevši od temeljne jame.
Na primjer, bez upotrebe građevinske opreme. Iako je najintenzivniji dio posla - kopanje jame - naravno bolje dati bageru. Ručno uklanjanje takve količine zemlje je teško i dugotrajno.
Dubina iskopne jame mora biti najmanje dva metra. Na takvoj dubini, Zemlja će početi dijeliti svoju toplinu i raditi kao neka vrsta termosa. Ako je dubina manja, onda će u principu ideja funkcionirati, ali primjetno manje učinkovito. Stoga se preporučuje da ne štedite trud i novac na produbljivanju budućeg staklenika.
Podzemni staklenici mogu biti bilo koje dužine, ali je bolje zadržati širinu unutar 5 metara, ako je širina veća, kvalitetne karakteristike grijanja i refleksije svjetlosti se pogoršavaju.
Na stranama horizonta, podzemni staklenici moraju biti orijentirani, poput običnih staklenika i staklenika, od istoka prema zapadu, odnosno tako da jedna od strana bude okrenuta prema jugu. U ovoj poziciji, biljke će primiti maksimalna količina solarna energija.
2. Zidovi i krov
Izlije se temelj ili se po obodu jame postavljaju blokovi. Temelj služi kao osnova za zidove i okvir konstrukcije. Bolje je napraviti zidove od materijala s dobrim termoizolacijskim karakteristikama;
Krovni okvir je često napravljen od drveta, od šipki impregniranih antiseptičkim sredstvima. Krovna konstrukcija je obično ravna zabatna. Sljemenska greda je pričvršćena u sredini konstrukcije, za to su postavljeni središnji nosači na podu duž cijele dužine staklenika.
Sljemenska greda i zidovi povezani su nizom rogova. Okvir se može izraditi bez visokih oslonaca. Oni se zamjenjuju malim, koji se postavljaju na poprečne grede koje povezuju suprotne strane staklenika - ovaj dizajn čini unutrašnji prostor slobodnijim.
Kao krovni pokrivač, bolje je uzeti ćelijski polikarbonat - popularan savremeni materijal. Razmak između rogova tokom izgradnje prilagođava se širini polikarbonatnih listova. Pogodno je raditi s materijalom. Premaz se dobija sa malim brojem spojeva, jer se limovi proizvode dužine 12 m.
Pričvršćuju se na okvir pomoću samoreznih vijaka; Da biste izbjegli pucanje lima, morate izbušiti rupu odgovarajućeg promjera za svaki samorezni vijak. Koristeći odvijač ili običnu bušilicu sa Phillips svrdlom, rad na staklu se odvija vrlo brzo. Kako bi se osiguralo da ne ostane praznina, dobro je unaprijed postaviti brtvilo od mekane gume ili drugog prikladnog materijala duž vrha rogova i tek onda zašrafiti limove. Vrh krova duž grebena potrebno je položiti mekom izolacijom i pritisnuti nekim uglom: plastikom, limom ili drugim odgovarajućim materijalom.
Za dobru toplinsku izolaciju, krov se ponekad pravi dvostrukim slojem polikarbonata. Iako je providnost smanjena za oko 10%, pokrivena je odličnim performansama toplinske izolacije. Treba uzeti u obzir da se snijeg na takvom krovu ne topi. Stoga nagib mora biti pod dovoljnim uglom, najmanje 30 stepeni, kako se snijeg ne bi nakupljao na krovu. Dodatno, ugrađen je električni vibrator za tresenje, koji će zaštititi krov ako se nakupi snijeg.
Dvostruko staklo se radi na dva načina:
Između dva lista umetnut je poseban profil, listovi su pričvršćeni na okvir odozgo;
Prvo, donji sloj stakla je pričvršćen na okvir s unutarnje strane, na donju stranu rogova. Drugi sloj krova je pokriven, kao i obično, odozgo.
Nakon završetka radova, preporučljivo je zalijepiti sve spojeve trakom. Gotovi krov izgleda vrlo impresivno: bez nepotrebnih spojeva, gladak, bez izbočenih dijelova.
3. Izolacija i grijanje
Zidna izolacija se izvodi na sljedeći način. Prvo morate pažljivo premazati sve spojeve i šavove zida s otopinom; Unutrašnja strana Zidovi su obloženi termoizolacionim filmom.
U hladnim krajevima zemlje dobro je koristiti debelu foliju, prekrivajući zid dvostrukim slojem.
Temperatura duboko u zemljištu staklenika je iznad nule, ali hladnija od temperature vazduha neophodne za rast biljaka. Gornji sloj se zagrijava sunčevim zrakama i zrakom staklenika, ali tlo ipak oduzima toplinu, pa se često u podzemnim staklenicima koristi tehnologija „toplih podova“: grijaći element - električni kabel - zaštićen je s metalnu rešetku ili napunjenu betonom.
U drugom slučaju, tlo za krevete se sipa na beton ili se zelenilo uzgaja u saksijama i saksijama.
Upotreba podnog grijanja može biti dovoljna za grijanje cijelog staklenika, ako ima dovoljno snage. Ali za biljke je efikasnije i ugodnije koristiti kombinirano grijanje: topli pod + grijanje zraka. Za dobar rast potrebna im je temperatura vazduha od 25-35 stepeni sa temperaturom tla od oko 25 stepeni.
ZAKLJUČAK
Naravno, izgradnja udubljenog staklenika koštat će više i zahtijevati više truda od izgradnje sličnog staklenika konvencionalnog dizajna. Ali novac uložen u termos staklenik se vremenom isplati.
Prvo, štedi energiju na grijanju. Bez obzira na to kako se konvencionalni nadzemni staklenik grije zimi, to će uvijek biti skuplje i teže od sličnog načina grijanja u podzemnom stakleniku. Drugo, ušteda na rasvjeti. Folija toplotne izolacije zidova, reflektujući svetlost, udvostručuje osvetljenost. Mikroklima u dubokom stakleniku zimi će biti povoljnija za biljke, što će svakako uticati na prinos. Sadnice će se lako ukorijeniti, a nježne biljke će se osjećati odlično. Takav staklenik jamči stabilan, visok prinos svih biljaka tijekom cijele godine.
Dinamika promjena zimskih (2012-13) temperatura tla na dubini od 130 centimetara ispod kuće (ispod unutrašnje ivice temelja), kao i na nivou tla i temperature vode koja dolazi iz bunara je prikazana. objavljeno ovdje. Sve je to na usponu koji dolazi iz bunara.Grafikon se nalazi na dnu članka.
Dacha (na granici Nove Moskve i Kaluga region) zima, periodične posete (2-4 puta mesečno po par dana).
Slijep prostor i podrum kuće nisu izolovani, od jeseni su prekriveni termoizolacionim čepovima (10 cm pene). Gubitak topline sa verande na koju izlazi vodnjak promijenio se u januaru. Vidi napomenu 10.
Mjerenja na dubini od 130 cm vrše Xital GSM sistem (), diskretno - 0,5*C, dodatno. greška - oko 0,3*C.
Senzor je ugrađen u HDPE cijev od 20 mm zavarenu odozdo blizu uspona, (sa vani toplinska izolacija uspona, ali unutar cijevi od 110 mm).
Osa apscisa prikazuje datume, a osa ordinata pokazuje temperature.
Napomena 1:
Pratiću i temperaturu vode u bunaru, kao iu prizemlju ispod kuće, odmah na uzlaznom vodu bez vode, ali tek po dolasku. Greška je oko +-0,6*C.
Napomena 2:
Temperatura na nivou tla ispod kuce, kod uspona za vodu, u nedostatku ljudi i vode, pala je na minus 5*C. To sugerira da nisam uzalud napravio sistem - Usput, termostat koji je pokazivao -5 * C je došao iz ovog sistema (RT-12-16).
Napomena 3:
Temperaturu vode „u bunaru” meri isti senzor (takođe u napomeni 2) kao i „u nivou zemlje” - stoji direktno na uzlaznom vodu ispod toplotne izolacije, blizu uzlaznog voda u nivou tla. Ova dva mjerenja se vrše u različitim vremenskim trenucima. “Na nivou tla” - prije pumpanja vode u uspon i "u bunar" - nakon pumpanja približno 50 litara pola sata sa pauzama.
Napomena 4:
Temperatura vode u bunaru je možda donekle podcijenjena, jer... Ne mogu da tražim ovu prokletu asimptotu beskonačno pumpajući vodu (moju)... Igram najbolje što mogu.
Napomena 5: Nije relevantno, brisano.
Napomena 6:
Greška u snimanju ulične temperature je približno +-(3-7)*C.
Napomena 7:
Brzina hlađenja vode na nivou tla (bez uključivanja pumpe) je približno 1-2*C na sat (ovo je na minus 5*C na nivou tla).
Napomena 8:
Zaboravio sam da opišem kako je uređen i izolovan moj podzemni vodnjak. PND-32 je opremljen sa dvije izolacijske čarape ukupne dužine 2 cm. debljine (naizgled pjenasti polietilen), sve se to ubacuje u kanalizacionu cijev od 110 mm i tu se zapjeni do dubine od 130 cm. Istina, budući da PND-32 nije išao u središte 110. cijevi, kao i da se u njegovoj sredini masa obične pjene možda neće dugo stvrdnuti, pa se stoga neće pretvoriti u izolaciju, onda snažno sumnjam u kvalitetu takva dodatna izolacija..Vjerovatno bi bilo bolje koristiti dvokomponentnu pjenu za cije sam postojanje tek kasnije saznao...
Napomena 9:
Skrećem pažnju čitaocima na mjerenje temperature „U nivou zemlje“ od 12.01.2013. i od 18.01.2013 Ovdje je, po mom mišljenju, vrijednost od +0,3*C primjetno viša od očekivane. Mislim da je to posljedica akcije „Popunjavanje baze snijegom u podnožju u blizini vodostaja“, izvedene 31.12.2012.
Napomena 10:
Od 12. januara do 3. februara napravio sam dodatnu izolaciju verande, gdje ide podzemni uspon.
Kao rezultat toga, prema grubim procjenama, gubitak topline verande smanjen je sa 100 W/m2. sprata na oko 50 (ovo je na minus 20*C vani).
To se odrazilo na grafikonima. Pogledajte temperaturu prizemlja 9. februara: +1,4*C i 16. februara: +1,1 - ovako visoke temperature još nisu viđene od početka prave zime.
I još nešto: od 4. do 16. februara, prvi put u dvije zime, od nedjelje do petka, bojler nije bio uključen da bi održao zadatu minimalnu temperaturu jer nije dostigao ovaj minimum...
Napomena 11:
Kao što sam obećao (zbog „reda“ i završetka godišnjeg ciklusa), periodično ću objavljivati temperature tokom ljeta. Ali - ne u rasporedu, kako ne bi "zasjenili" zimu, već ovdje, u Note-11.
11. maja 2013
Nakon 3 sedmice ventilacije, otvori su zatvoreni do jeseni kako bi se izbjegla kondenzacija.
13. maja 2013(napolju je već nedelju dana +25-30*C):
- ispod kuće u prizemlju +10,5*C,
- ispod kuće na dubini od 130 cm. +6*S,
12. juna 2013.:
- ispod kuće u prizemlju +14,5*C,
- ispod kuće na dubini od 130 cm. +10*S.
- voda u bunar sa dubine od 25m nije veća od +8*C.
26. juna 2013.:
- ispod kuće u prizemlju +16*C,
- ispod kuće na dubini od 130 cm. +11*S.
- voda u bunar sa dubine od 25m nije veća od +9,3*C.
19. avgusta 2013:
- ispod kuće u prizemlju +15,5*C,
- ispod kuće na dubini od 130 cm. +13,5*S.
- voda u bunaru sa dubine od 25m nije veća od +9,0*C.
28. septembra 2013.:
- ispod kuće u prizemlju +10,3*C,
- ispod kuće na dubini od 130 cm. +12*S.
- voda u bunar sa dubine od 25m = +8,0*C.
26. oktobra 2013:
- ispod kuće u prizemlju +8,5*C,
- ispod kuće na dubini od 130 cm. +9,5*S.
- voda u bunaru sa dubine od 25m nije veća od +7,5*C.
16. novembra 2013:
- ispod kuće u prizemlju +7,5*C,
- ispod kuće na dubini od 130 cm. +9,0*S.
- voda u bunar sa dubine od 25m +7,5*C.
20. februara 2014.:
Ovo je vjerovatno posljednji unos u ovom članku.
Cijelu zimu stalno živimo u kući, nema smisla ponavljati prošlogodišnja mjerenja, tako da postoje samo dva značajna broja:
- minimalna temperatura ispod kuće u nivou tla tokom najhladnijih mrazeva (-20 - -30*C) nedelju dana nakon njihovog početka, više puta je padala ispod +0,5*C. U ovim trenucima mi je išlo
Opis:
Za razliku od “direktne” upotrebe geotermalne topline visokog potencijala (hidrotermalnih resursa), korištenje tla u površinskim slojevima Zemlje kao izvora niskog potencijala toplotnu energiju za geotermalne toplotne pumpe (GHSS) moguće je skoro svuda. Trenutno u svijetu ovo je jedna od oblasti korištenja netradicionalnih obnovljivih izvora energije koja se najdinamičnije razvija.
Sistemi za snabdevanje toplotom geotermalne toplotne pumpe i efikasnost njihove upotrebe u klimatskim uslovima Rusija
G. P. Vasiljev, naučni direktor OJSC "INSOLAR-INVEST"
Za razliku od „direktne“ upotrebe geotermalne toplote visokog potencijala (hidrotermalnih resursa), korišćenje tla iz površinskih slojeva Zemlje kao izvora niskopotencijalne toplotne energije za sisteme za snabdevanje toplotom geotermalne toplotne pumpe (GHST) je moguće skoro svuda. Trenutno u svijetu ovo je jedna od oblasti korištenja netradicionalnih obnovljivih izvora energije koja se najdinamičnije razvija.
Tlo površinskih slojeva Zemlje je zapravo termalni akumulator neograničene snage. Toplotni režim tla formira se pod uticajem dva glavna faktora - sunčevog zračenja koje pada na površinu i toka radiogene toplote iz utrobe zemlje. Sezonske i dnevne promjene intenziteta sunčevog zračenja i temperature vanjskog zraka uzrokuju oscilacije u temperaturi gornjih slojeva tla. Dubina prodiranja dnevnih kolebanja temperature vanjskog zraka i intenziteta upadnog sunčevog zračenja, ovisno o specifičnim zemljišnim i klimatskim uvjetima, kreće se od nekoliko desetina centimetara do jednog i po metra. Dubina prodora sezonskih kolebanja temperature vanjskog zraka i intenziteta upadnog sunčevog zračenja u pravilu ne prelazi 15-20 m.
Toplotni režim slojeva tla koji se nalaze ispod ove dubine („neutralna zona“) formira se pod utjecajem toplinske energije koja dolazi iz utrobe Zemlje i praktički je neovisan o sezonskim, a još više dnevnim promjenama vanjskih parametara. klime (slika 1). Kako se dubina povećava, temperatura tla također raste u skladu s geotermalnim gradijentom (otprilike 3 °C na svakih 100 m). Veličina toka radiogene toplote koja dolazi iz unutrašnjosti Zemlje varira za različita područja. Po pravilu, ova vrijednost je 0,05–0,12 W/m2.
Slika 1. |
U toku rada GTST-a, masa tla koja se nalazi u zoni toplotnog uticaja registra cevi zemljišnog izmenjivača toplote niskopotencijalnog sistema sakupljanja toplote tla (sistema za prikupljanje toplote), usled sezonskih promena parametara toplote spoljna klima, kao i pod uticajem operativnih opterećenja na sistem za prikupljanje toplote, obično je podložna ponovljenom zamrzavanju i odleđivanju. U ovom slučaju, prirodno, dolazi do promjene agregatnog stanja vlage sadržane u porama tla i, općenito, u tečnoj, čvrstoj i plinovitoj fazi istovremeno. Štaviše, u kapilarno-poroznim sistemima, kao što je masa tla sistema za prikupljanje toplote, prisustvo vlage u pornom prostoru ima primetan uticaj na proces širenja toplote. Ispravno uzimanje u obzir ovog uticaja danas je povezano sa značajnim poteškoćama, koje su prvenstveno povezane sa nedostatkom jasnih ideja o prirodi distribucije čvrste, tečne i gasovite faze vlage u određenoj strukturi sistema. Ako postoji temperaturni gradijent u debljini zemljišne mase, molekuli vodene pare se pomiču na mjesta sa niskim temperaturnim potencijalom, ali se istovremeno pod utjecajem gravitacijskih sila javlja suprotno usmjeren tok vlage u tečnoj fazi. . Osim toga, na temperaturni režim gornji slojevi tla su pod utjecajem vlage atmosferske padavine
, kao i podzemne vode. Na karakteristične karakteristike termički režim Sistemi za prikupljanje toplote tla kao projektni objekt bi također trebali uključivati tzv. „informativnu nesigurnost“ matematički modeli , opisujući takve procese, odnosno, drugim rečima, nedostatak pouzdanih informacija o uticajima na sistem životne sredine (atmosferu i masu tla koja se nalazi izvan zone toplotnog uticaja prizemnog izmenjivača toplote sistema za prikupljanje toplote) i ekstremna složenost njihove aproksimacije. Zaista, ako bi se aproksimacija uticaja na spoljašnji klimatski sistem, iako složena, ipak uz određenu cenu „mašinskog vremena“ i upotrebe postojeći modeli individualne studije. Na primjer, malo znanja o procesima formiranja filtracijskih tokova podzemnih voda, njihovom režimu brzine, kao i nemogućnosti dobivanja pouzdanih informacija o režimu topline i vlage slojeva tla koji se nalaze ispod zone toplinskog utjecaja prizemnog izmjenjivača topline. , značajno otežava zadatak konstruisanja ispravnog matematičkog modela toplotnog režima tla niskog kvaliteta sistema sakupljanja toplote.
Za prevazilaženje opisanih poteškoća koje se javljaju pri projektovanju GTST-a, razvijena je metoda za matematičko modeliranje toplotnog režima sistema za prikupljanje toplote tla i metodologija za uzimanje u obzir faznih prelaza vlage u pornom prostoru zemljišne mase sistema za prikupljanje toplote. pri dizajniranju GTST se može preporučiti.
Suština metode je da se prilikom konstruisanja matematičkog modela uzme u obzir razlika između dva problema: „osnovnog“ problema, koji opisuje termički režim tla u njegovom prirodnom stanju (bez uticaja izmjenjivača topline tla). sistem sakupljanja toplote), i problem koji treba rešiti, a koji opisuje termički režim zemljišne mase sa toplotnim ponorima (izvorima). Kao rezultat, metoda omogućava da se dobije rješenje u vezi s određenom novom funkcijom, koja je u funkciji utjecaja odvoda topline na prirodni toplinski režim tla i jednake razlike u temperaturi mase tla u njegovom prirodno stanje i zemljišna masa sa drenovima (izvorima toplote) - sa izmenjivačem toplote tla sistema za prikupljanje toplote.
Metodologija uzimanja u obzir faznih prelaza vlage u pornom prostoru zemljišne mase pri projektovanju izmjenjivača topline tla temelji se na novom konceptu „ekvivalentne“ toplinske provodljivosti tla, koji se utvrđuje zamjenom problema toplinskog režima. cilindra tla smrznutog oko cijevi izmjenjivača topline tla sa “ekvivalentnim” kvazistacionarnim problemom sa bliskim temperaturnim poljem i identičnim graničnim vrijednostima, ali s različitom “ekvivalentnom” toplinskom provodljivošću.
Najvažniji zadatak koji se rješava pri projektovanju geotermalnih sistema za opskrbu zgradama je detaljna procjena energetskih mogućnosti klime građevinskog područja i na osnovu toga izvođenje zaključka o efikasnosti i izvodljivosti korištenja određenog GTST rješenja kola. . Izračunate vrijednosti klimatskih parametara date u struji regulatorni dokumenti ne daju pune karakteristike spoljna klima, njena varijabilnost po mesecima, kao iu pojedinim periodima godine – grejna sezona, period pregrijavanja i dr. Stoga, prilikom odlučivanja o temperaturnom potencijalu geotermalne toplote, procenjuje se mogućnost njene kombinacije sa drugim prirodnim izvorima toplote. niskog potencijala, procjenjujući njihov (izvorni) nivo temperature u godišnji ciklus potrebno je uključiti potpunije klimatske podatke date, na primjer, u SSSR Climate Reference Book (L.: Gidrometioizdat. Izdanje 1–34).
Među takvim klimatskim informacijama u našem slučaju treba istaknuti prije svega:
– podaci o prosječnoj mjesečnoj temperaturi tla na različitim dubinama;
– podaci o prijemu sunčevog zračenja na različito orijentisane površine.
U tabeli Tabele 1-5 prikazuju podatke o prosječnim mjesečnim temperaturama tla na različitim dubinama za neke ruske gradove. U tabeli U tabeli 1 prikazane su prosječne mjesečne temperature tla za 23 grada Ruske Federacije na dubini od 1,6 m, što se čini najracionalnijim sa stanovišta temperaturnog potencijala tla i mogućnosti mehanizacije radova na horizontalnom polaganju. izmjenjivači topline zemlje.
| Tabela 1 Prosječne temperature tla po mjesecima na dubini od 1,6 m za neke ruske gradove |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabela 2 Temperatura tla u Stavropolju (tlo - crnica) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabela 3 Temperature tla u Jakutsku (tlo je muljevito-peskovito sa dodatkom humusa, ispod – pesak) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabela 4 Temperature tla u Pskovu (dno, ilovasto tlo, glineno podzemlje) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabela 5 Temperatura tla u Vladivostoku (smeđe kamenito, rasuti tlo) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Podaci prikazani u tabelama o prirodnom toku temperatura tla na dubini do 3,2 m (tj. u „radnom” sloju tla za GTST sa horizontalnim izmjenjivačem topline na tlu) jasno ilustruju mogućnosti korištenja tla kao niskog tla. -potencijalni izvor toplote.
Očigledno je da postoji relativno mali raspon promjena temperature slojeva koji se nalaze na istoj dubini na teritoriji Rusije. Na primjer, minimalna temperatura tla na dubini od 3,2 m od površine u gradu Stavropolju je 7,4 °C, a u gradu Jakutsku – (–4,4 °C); Shodno tome, raspon promjena temperature tla na datoj dubini iznosi 11,8 stepeni. Ova činjenica nam omogućava da računamo na stvaranje dovoljno objedinjene opreme toplotne pumpe pogodne za rad na gotovo cijeloj teritoriji Rusije. Kao što se vidi iz predstavljenih tabela, karakteristična karakteristika
Za procjenu efikasnosti korištenja sistema za snabdijevanje toplotom geotermalne toplotne pumpe u klimatskim uslovima Rusije, teritorija Ruske Federacije je zonirana prema efikasnosti korišćenja geotermalne toplote niskog potencijala za potrebe snabdevanja toplotom. Zoniranje je provedeno na osnovu rezultata numeričkih eksperimenata na modeliranju režima rada GTST-a u klimatskim uvjetima različitih regija Ruske Federacije.
Numerički eksperimenti su izvedeni na primjeru hipotetičke dvoetažne vikendice grijane površine 200 m2, opremljene geotermalnom toplinskom pumpom. Vanjske ogradne konstrukcije predmetne kuće imaju sljedeći smanjeni otpor prijenosa topline:
– vanjski zidovi – 3,2 m 2 h °C/W;
– prozori i vrata – 0,6 m 2 h °C/W;
– obloge i plafoni – 4,2 m 2 h °C/W.
Prilikom izvođenja numeričkih eksperimenata uzeto je u obzir sljedeće:
– sistem prikupljanja toplote tla sa niskom gustinom potrošnje geotermalne energije;
– horizontalni sistem za prikupljanje toplote od polietilenskih cevi prečnika 0,05 m i dužine 400 m;
– sistem prikupljanja toplote tla sa velikom gustinom potrošnje geotermalne energije;
Sprovedena istraživanja su pokazala da potrošnja toplotne energije iz zemljišne mase na kraju grejne sezone izaziva smanjenje temperature tla u blizini registra cevi sistema za prikupljanje toplote, što u zemljišno-klimatskim uslovima većeg dela teritorije Ruska Federacija nema vremena za kompenzaciju u ljetnom periodu godine, a do početka sljedeće sezone grijanja tlo izlazi sa smanjenim temperaturnim potencijalom. Potrošnja toplotne energije u narednoj grejnoj sezoni izaziva dalje smanjenje temperature zemljišta, a do početka treće grejne sezone njen temperaturni potencijal se još više razlikuje od prirodnog. I tako dalje... Međutim, omotači toplotnog uticaja dugotrajnog rada sistema sakupljanja toplote na prirodni temperaturni režim zemljišta imaju izražen eksponencijalni karakter, a do pete godine rada zemljište dostiže novi nivo. režimu, bliskom periodičnom, odnosno, počevši od pete godine rada, dugotrajna potrošnja toplotne energije iz zemljišnog masiva sistema za prikupljanje toplote je praćena periodičnim promenama njegove temperature. Dakle, prilikom zoniranja teritorije Ruske Federacije bilo je potrebno uzeti u obzir pad temperatura zemljišne mase uzrokovan višegodišnjim radom sistema za prikupljanje toplote, te iskoristiti temperature tla očekivane za 5. godina rada GTST-a kao proračunski parametri za temperature zemljišne mase.
Uzimajući u obzir ovu okolnost, prilikom zoniranja teritorije Ruske Federacije prema efikasnosti korišćenja GTST-a, kao kriterijum efikasnosti toplotne geotermalne toplotne pumpe izabran je prosečni koeficijent toplotne transformacije K p tr za 5. godinu rada. sistem napajanja, koji predstavlja odnos korisne toplotne energije koju generiše GTST i energije potrošene na njegov pogon, a definisan je za idealni termodinamički Carnotov ciklus na sledeći način:
K tr = T o / (T o – T i), (1)
gdje je T o temperaturni potencijal topline koja se odvodi u sistem grijanja ili grijanja, K;
Koeficijent transformacije sistema grijanja s toplotnom pumpom K tr je omjer korisne topline odvedene u sistem za opskrbu toplinom potrošača i energije utrošene na rad GTST-a, a numerički je jednak količini korisne topline primljene na temperaturama T o i T i po jedinici energije potrošene na pogon GTST-a. Realni koeficijent transformacije razlikuje se od idealnog, opisanog formulom (1), po vrijednosti koeficijenta h, koji uzima u obzir stepen termodinamičkog savršenstva GTST-a i nepovratne gubitke energije tokom realizacije ciklusa.
Numerički eksperimenti su izvedeni korišćenjem programa kreiranog u INSOLAR-INVEST OJSC, koji obezbeđuje određivanje optimalnih parametara sistema sakupljanja toplote u zavisnosti od klimatskih uslova građevinskog područja, toplotnoizolacionih kvaliteta zgrade, operativnih karakteristika. opreme toplotne pumpe, cirkulacionih pumpi, grejnih uređaja sistema grejanja, kao i njihovih načina rada. Program se zasniva na prethodno opisanoj metodi za konstruisanje matematičkih modela toplotnog režima sistema za prikupljanje niskopotencijalne toplote tla, što je omogućilo da se zaobiđu poteškoće povezane sa informativnom nesigurnošću modela i aproksimacijom spoljašnjih uticaja, zbog upotrebe u programu eksperimentalno dobijenih informacija o prirodnom termičkom režimu tla, što omogućava da se djelimično uzme u obzir čitav kompleks faktora (kao što su prisustvo podzemnih voda, njihova brzina i termički režimi, struktura i lokacija slojeva tla, „toplotne“ pozadine Zemlje, padavina, faznih transformacija vlage u pornom prostoru i još mnogo toga), koji značajno utiču na formiranje toplotnog režima sistemskog sakupljanja toplote i zajedničkog obračuna koji u striktno formulisanje problema danas je praktično nemoguće. Za rješavanje “osnovnog” problema koristili smo podatke iz Priručnika o klimi SSSR-a (L.: Gidrometioizdat. Izdanje 1–34).
Program vam zapravo omogućava da riješite problem višeparametarske optimizacije GTST konfiguracije za određenu zgradu i građevinsko područje.
Rezultati numeričkih eksperimenata i zoniranja ruske teritorije prema efikasnosti korištenja niskopotencijalne geotermalne topline za potrebe grijanja zgrada prikazani su grafički na Sl. 2–9.
Na sl. Na slici 2 prikazane su vrijednosti i izolinije koeficijenta transformacije sistema za opskrbu toplotom geotermalne toplotne pumpe sa horizontalnim sistemima za prikupljanje toplote, a na Sl. 3 – za GTST sa vertikalnim sistemima za sakupljanje toplote. Kao što se vidi iz slika, maksimalne vrijednosti K p tr 4,24 za horizontalne sisteme sakupljanja toplote i 4,14 za vertikalne sisteme sakupljanja toplote mogu se očekivati na jugu Rusije, a minimalne vrednosti su 2,87 odnosno 2,73 na sjeveru, u Uelenu. Za srednja zona U Rusiji su vrijednosti K p tr za horizontalne sisteme za prikupljanje topline u rasponu od 3,4–3,6, a za vertikalne sisteme u rasponu od 3,2–3,4. Privuci dovoljno visoke vrijednosti K r tr (3,2–3,5) za regione Dalekog istoka, regione sa tradicionalnim teški uslovi snabdevanje gorivom Očigledno Daleki istok je regija prioritetne implementacije GTST-a.
Na sl. Na slici 4 prikazane su vrijednosti i izolinije specifičnih godišnjih troškova energije za pogon „horizontalnog“ GTST+PD (vršni vrh bliže), uključujući troškove energije za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom, svedene na 1 m2 grijane površine, i na sl. 5 – za GTST sa vertikalnim sistemima za sakupljanje toplote. Kao što se vidi iz slika, godišnja specifična potrošnja energije za pogon horizontalnog GTST, svedena na 1 m2 grijane površine zgrade, varira od 28,8 kWh/(god m2) na jugu Rusije do 241 kWh. /(godina m2) u gradu Jakutsku, a za vertikalni GTST, od 28,7 kWh// (godina m2) na jugu i na 248 kWh// (godina m2) u Jakutsku. Ako pomnožimo vrijednost godišnje specifične potrošnje energije za GTST pogon prikazan na slikama za određeno područje sa vrijednošću za ovu površinu K p tr, umanjenom za 1, dobićemo količinu energije ušteđene GTST-om po 1 m 2 grijane površine godišnje. Na primjer, za Moskvu za vertikalni GTST ova vrijednost će biti 189,2 kWh po 1 m 2 godišnje. Za poređenje, možemo navesti vrijednosti specifične potrošnje energije utvrđene moskovskim standardima za uštedu energije MGSN 2.01–99 za niske zgrade na 130, a za visoke zgrade 95 kWh/(god m2). Istovremeno, troškovi energije standardizirani MGSN 2.01–99 uključuju samo troškove energije za grijanje i ventilaciju u našem slučaju, troškovi energije uključuju i troškove energije za opskrbu toplom vodom. Činjenica je da pristup procjeni troškova energije za rad zgrade, koji postoji u postojećim standardima, identifikuje pojedinačnih članaka troškovi energije za grijanje i ventilaciju zgrade i troškovi energije za njeno snabdijevanje toplom vodom. Istovremeno, potrošnja energije za opskrbu toplom vodom nije standardizirana. Ovaj pristup se ne čini ispravnim, jer su troškovi energije za opskrbu toplom vodom često srazmjerni troškovima energije za grijanje i ventilaciju.
Na sl. Na slici 6 prikazane su vrijednosti i izolinije racionalnog omjera toplinske snage vršnog zatvarača (PD) i instalirane električne snage horizontalnog GTST-a u udjelima jedinice, a na Sl. 7 – za GTST sa vertikalni sistemi sakupljanje toplote Kriterij za racionalni odnos između toplinske snage vršnog zatvarača i instalirane električne snage GTST-a (bez PD) bila je minimalna godišnja potrošnja električne energije za GTST+PD pogon. Kao što se vidi iz slika, racionalni odnos snaga termičkog PD i električnog GTST (bez PD) varira od 0 na jugu Rusije, do 2,88 za horizontalni GTST i 2,92 za vertikalne sisteme u Jakutsku. U središnjoj zoni Ruske Federacije, racionalni omjer toplinske snage zatvarača i instalirane električne snage GTST + PD je u rasponu od 1,1-1,3 i za horizontalni i za vertikalni GTST. O ovoj tački treba detaljnije razgovarati. Činjenica je da prilikom zamjene, na primjer, električnog grijanja u centralnoj zoni Rusije, zapravo imamo priliku smanjiti za 35-40% snagu električne opreme instalirane u grijanoj zgradi i, shodno tome, smanjiti traženu električnu snagu iz RAO UES, koji danas „košta » oko 50 hiljada rubalja. za 1 kW električne energije instalirane u kući. Tako ćemo, na primjer, za vikendicu s procijenjenim gubicima topline tokom najhladnijeg petodnevnog perioda jednakim 15 kW, uštedjeti 6 kW instalirane električne energije i, shodno tome, oko 300 hiljada rubalja. ili ≈ 11,5 hiljada američkih dolara. Ova brojka je gotovo jednaka cijeni GTST-a takve toplinske energije.
Dakle, ako pravilno uzmemo u obzir sve troškove povezane s priključenjem zgrade na centralizirano napajanje, ispada da uz trenutne tarife električne energije i priključenje na mreže centraliziranog napajanja u Centralnom pojasu Ruske Federacije, čak i na jednom vremenske troškove, GTST se ispostavi da je isplativiji od električnog grijanja, a da ne spominjemo 60% uštede energije.
Na sl. 8 prikazuje vrijednosti i izolinije specifična težina toplotnu energiju proizvedenu tokom godine vršnim kalemom (PD) u ukupnoj godišnjoj potrošnji energije horizontalnog GTST+PD sistema u procentima, a na Sl. 9 – za GTST sa vertikalnim sistemima za sakupljanje toplote. Kao što se može vidjeti iz slika, udio toplotne energije koju tokom godine proizvede vršni kalem (PD) u ukupnoj godišnjoj potrošnji energije horizontalnog GTST+PD sistema varira od 0% na jugu Rusije do 38–40 % u Jakutsku i Toursu, a za vertikalni GTST+PD - respektivno, od 0% na jugu i na 48,5% u Jakutsku.
U centralnoj zoni Rusije, ove vrijednosti su oko 5-7% za vertikalni i horizontalni GTST. To su mali troškovi energije i stoga morate biti pažljivi pri odabiru bližeg vrha. Najracionalniji sa stanovišta specifičnih kapitalnih ulaganja po 1 kW snage i automatizacije su vršni električni zatvarači. Upotreba kotlova na pelet zaslužuje pažnju. U zaključku, želio bih se zadržati na vrlo važnom pitanju: problemu odabira racionalnog nivoa toplinske zaštite za zgrade. Ovaj problem danas predstavlja vrlo ozbiljan zadatak, za čije rješavanje je potrebna ozbiljna numerička analiza, uzimajući u obzir specifičnosti našeg podneblja, te karakteristike korišćene inženjerske opreme, infrastrukture centralizovanih mreža, kao i ekološke situacije u gradovima. , koji propada bukvalno pred našim očima, i još mnogo toga. Očigledno je da danas više nije ispravno formulisati bilo kakve zahtjeve za omotač zgrade, a da se ne uzme u obzir njen (zgrade) odnos sa klimom i sistemom snabdijevanja energijom, komunalnim uslugama, itd. Kao rezultat toga, u vrlo bliskoj budućnosti , rešavanje problema izbora racionalnog nivoa toplotne zaštite biće moguće samo na osnovu sagledavanja kompleksnosti zgrade + sistema za snabdevanje energijom + klime + okruženje
kao jedinstvenog eko-energetskog sistema, te je ovim pristupom teško precijeniti konkurentske prednosti GTST-a na domaćem tržištu.
Književnost
1. Sanner B. Izvori toplote tla za toplotne pumpe (klasifikacija, karakteristike, prednosti). Tečaj geotermalnih toplotnih pumpi, 2002. 2. Vasiljev G. P. Ekonomski razumnom nivou
toplinska zaštita zgrada // Ušteda energije. – 2002. – br. 5.
3. Vasiliev G.P. Toplotna i hladna opskrba zgrada i objekata korištenjem niskopotencijalne toplinske energije površinskih slojeva Zemlje: Monografija. Izdavačka kuća "Granitsa". – M.: Crvena zvezda, 2006. Zbog neravnomjernog snabdijevanja sunčevom toplinom, površina zemlje se ponekad zagrijava, a ponekad hladi. Ove temperaturne fluktuacije prodiru vrlo plitko u debljinu Zemlje. Dakle, dnevne fluktuacije na dubini od 1 m obično se više gotovo i ne osjećaju. Što se tiče godišnjih fluktuacija, one prodiru različite dubine: u toplim zemljama do 10-15 m, iu zemljama sa hladna zima a u toplim ljetima i do 25-30 pa čak i 40 m. Dublje 30-40 m Već svugdje na Zemlji temperatura ostaje nepromijenjena. Na primjer, termometar postavljen u podrumu Pariske opservatorije uvijek je pokazivao 11°.85C više od 100 godina.
Sloj sa konstantnom temperaturom se posmatra u celom prostoru globus i naziva se zona konstantne ili neutralne temperature. Dubina ovog pojasa varira u zavisnosti od klimatskih uslova, a temperatura je približno prosečna godisnja temperatura ovog mjesta.
Prilikom spuštanja dublje u Zemlju ispod sloja konstantne temperature obično se primjećuje postepeno povećanje temperature. To su prvi primijetili radnici u dubokim rudnicima. To je uočeno i pri postavljanju tunela. Na primjer, prilikom postavljanja tunela Simplon (u Alpima), temperatura je porasla na 60°, što je stvaralo znatne poteškoće u radu. U dubokim bušotinama primećuju se čak i više temperature. Primjer je Chukhovskaya bunar (Gornja Šlezija), u kojoj se na dubini od 2220 g. m temperatura je bila preko 80° (83°, 1) itd. Na osnovu mnogih zapažanja izvršenih na raznim mestima na Zemlji, bilo je moguće utvrditi da je u proseku, sa produbljivanjem na svaka 33 m temperatura se povećava za 1°C.
Broj metara koji se mora ući dublje u Zemlju da bi se temperatura povećala za 1°C naziva se geotermalni korak. Geotermalna faza nije ista u različitim slučajevima i najčešće se kreće od 30 do 35 m. U nekim slučajevima, ove fluktuacije mogu biti veće. Na primjer, u državi Michigan (SAD), u jednoj od bušotina koja se nalazi u blizini jezera. Michigan, pokazalo se da geotermalna faza nije bila 33, nego 70 m. Naprotiv, vrlo mali geotermalni korak uočen je u jednoj od bušotina u Meksiku, tamo na dubini od 670 m pojavila se voda sa temperaturom od 70°. Tako se pokazalo da je geotermalna faza tek oko 12 m. Male geotermalne stepenice se također primjećuju u vulkanskim područjima, gdje na malim dubinama mogu biti još neohlađeni slojevi magmatskih stijena. Ali svi takvi slučajevi nisu toliko pravila koliko izuzeci.
Mnogo je razloga koji utječu na geotermalnu fazu. (Pored navedenog, možemo istaći različitu toplotnu provodljivost stijena, prirodu pojave slojeva itd.
Teren je od velike važnosti u raspodjeli temperatura. Potonje se jasno može vidjeti na priloženom crtežu (slika 23), koji prikazuje poprečni presjek Alpa duž linije tunela Simplon, sa isprekidanim geoizotermama (tj. linijama jednakih temperatura unutar Zemlje). Čini se da geoizoterme ovdje prate reljef, ali s dubinom utjecaj reljefa postepeno opada. (Snažan zavoj geoizoterme u Balleu nadole je posledica jake cirkulacije vode koja je ovde uočena.)
Temperatura Zemlje na velikim dubinama. Zapažanja temperatura u bušotinama čija dubina rijetko prelazi 2-3 km, Naravno, oni ne mogu dati predstavu o temperaturama dubljih slojeva Zemlje. Ali tu nam u pomoć dolaze neke pojave iz života zemljine kore. Vulkanizam je jedan od ovih fenomena. Vulkani široko rasprostranjeni zemljine površine, donose rastopljenu lavu na površinu Zemlje, čija je temperatura preko 1000°. Stoga na velikim dubinama imamo temperature koje prelaze 1000°.
Bilo je vremena kada su naučnici, na osnovu geotermalne faze, pokušavali da izračunaju dubinu na kojoj mogu da se pojave temperature do 1000-2000°. Međutim, takvi proračuni se ne mogu smatrati dovoljno potkrijepljenim. Zapažanja o temperaturi rashladne bazaltne kugle i teorijski proračuni daju razlog da se kaže da se veličina geotermalnog koraka povećava sa dubinom. Ali u kojoj mjeri i u kojoj dubini dolazi do takvog povećanja, također još ne možemo reći.
Ako pretpostavimo da temperatura kontinuirano raste sa dubinom, onda bi je u centru Zemlje trebalo mjeriti u desetinama hiljada stepeni. Na takvim temperaturama sve nam poznate stijene trebale bi preći u tečno stanje. Istina, unutar Zemlje postoji ogroman pritisak, a o stanju tijela pri takvim pritiscima ne znamo ništa. Međutim, nemamo nikakvih dokaza da se temperatura stalno povećava sa dubinom. Sada većina geofizičara dolazi do zaključka da temperatura unutar Zemlje teško može biti veća od 2000°.
Izvori toplote. Što se tiče izvora toplote koji određuju unutrašnju temperaturu Zemlje, oni mogu biti različiti. Na osnovu hipoteza koje smatraju da je Zemlja formirana od vruće i rastopljene mase, unutrašnju toplotu treba smatrati zaostalom toplotom tela koje se hladi sa površine. Međutim, postoji razlog za vjerovanje da je uzrok unutarnji visoka temperatura Zemlja može biti radioaktivni raspad uranijuma, torija, aktinouranija, kalijuma i drugih elemenata sadržanih u stijene. Radioaktivni elementi su uglavnom raspoređeni u kiselim stijenama površinske ljuske Zemlje; Istovremeno, osnovne stijene su njima bogatije od željeznih meteorita, koji se smatraju fragmentima unutrašnjih dijelova kosmičkih tijela.
Unatoč maloj količini radioaktivnih tvari u stijenama i njihovom sporom raspadu, ukupna količina topline koja nastaje radioaktivnim raspadom je velika. Sovjetski geolog V. G. Khlopin izračunali su da su radioaktivni elementi sadržani u gornjoj 90-kilometarskoj ljusci Zemlje dovoljni da pokriju gubitak topline sa planete zračenjem. Zajedno sa radioaktivnim raspadom, toplotna energija se oslobađa kada se Zemljina materija sabije, kada hemijske reakcije itd.
- Izvor-
Polovinkin, A.A. Osnove opšte geonauke/ A.A. Polovinkin - M.: Državna prosvetna i pedagoška izdavačka kuća Ministarstva prosvete RSFSR, 1958. - 482 str.
Broj pregleda: 179