Оказывается, водоносные пласты – это не всегда источники для добычи подземных вод. Водонасыщенные грунты можно использовать в качестве гигантских аккумуляторов тепла и холода. Известно, что вода отличается высокой теплоемкостью и может долго хранить тепло или холод. Ученые предложили уникальную энергосберегающую технологию, которая предполагает задействование подземных вод для обогрева помещений зимой и охлаждения летом. Технология получила название ATES – Aquifer Thermal Energy Storage.
Установки, аккумулирующие тепло и холод в водоносных горизонтах, уже эксплуатируются в Нидерландах. За счет работы «тепловых подземных аккумуляторов» на голландских промышленных предприятиях цеха летом охлаждаются накопленным зимой холодом, а в зимнее время обогреваются собранным за лето теплом. За счет отказа от традиционных отопительных котлов, холодильных установок и кондиционеров заводы экономят более половины затрат на теплоснабжение и кондиционирование.
На настоящий момент в Нидерландах установками сезонного аккумулирования тепла и холода в водоносных горизонтах оборудованы офисные здания большой площади, торговые центры, больницы, промышленные и сельскохозяйственные объекты, аэропорты. В большинстве случаев установки работают вместо традиционных систем кондиционирования, аккумулируя зимний холод и охлаждая помещения в жаркое время года.
Комплекс для аккумулирования тепла и холода в подземных водоносных пластах представляет собой две скважины – одну для аккумулирования тепловой энергии, вторую – для сбора холода. Бурение скважин осуществляется в нескольких десятках метров друг от друга, чтобы не происходило взаимного влияния теплого и холодного контуров. Над землей обе скважины соединяются трубопроводами, в которые интегрирован теплообменник.
Схематически годовой цикл работы «подземного аккумулятора» состоит из двух этапов – летнего и зимнего.
Аккумулированный за прошедшую зиму холод расходуется из «холодной» скважины для кондиционирования. В водоносном пласте температура воды составляет не более 8-10 °С. Ее откачивают и подают в систему охлаждения воздуха. Нагретую воду через «теплую» скважину закачивают обратно в водоносный пласт. В результате вокруг «холодной» скважины уменьшается запас холода, а вокруг «теплой» – растет запас тепла.
В холодное время года, когда потребитель нуждается в отоплении помещения, круговорот воды в системе двух скважин меняется на противоположный: откачка воды происходит из «теплой» скважины, а обратная закачка – через «холодную» скважину. Начинается обратный процесс накопления холода в «холодной» скважине и расход тепла в «теплой».
Тепло и холод, аккумулируемые в скважинах, можно назвать низкопотенциальными, потому что температура воды в «теплой» скважине зимой держится на уровне 15-25 °С, а в «холодной» скважине летом – 6-9 °С.
Главные элементы системы – скважины, обсаженные пластиковыми трубами. Для закачки и откачки воды в пластиковых трубах проделываются отверстия и устанавливается фильтр. За подачу воды отвечают погружные насосы, контролируемые автоматическими устройствами управления.
Применение системы подземного аккумулирования тепла и холода позволяет сэкономить до 75 % энергии, затрачиваемой на обогрев и кондиционирование помещений. Кроме того, нельзя забывать и об экологической составляющей: отказ от использования холодильных машин обуславливает снижение производства хладагентов, негативно влияющих на озоновый слой, а ликвидация отопительных котлов заметно сокращает выброс в атмосферу парниковых газов и других вредных веществ. Данной энергосберегающей технологией уже давно интересуются правительства разных стран.
Планируете заказать бурение скважины на воду или обустройство скважины под ключ? Просто свяжитесь с нами!