Из чего состоит земля и почему под землей тепло

IV

Иногда волки неделями не ели, метель завывала над лесом и полями, засыпала в лагере и бросалась им в глаза. Волки с нетерпением посмотрели друг на друга. Стая разделилась – они шли парами и поодиночке за много миль в каком-то направлении, желая и ища пропитания. В поисках пропитания стая вышла далеко за реку, подошла к лесной сторожке, в те же окна, и послушала, как за стеной плачет человеческий детеныш. Волки видели людей редко, почти никогда, но их присутствие всегда давало о себе знать: людей ненавидели и боялись. В те жестокие дни вдали от лагеря, за рекой, волки напали на труп лошади в лесу. Вокруг ублюдка разворачивалась санная трасса, от него воняло человеком. Сначала боялись брать, облизывались, сидя на спрятанных хвостах, потом молодые люди, не выдержав, бросились блевать – сбросили на снег голубой рубец, быстро обнажили свои желтые ребра. Всю ночь, отдыхая лапами и качая головами, они отрывали замороженную плоть и, давясь, глотали неотжеванные куски, а когда их животы распухли и отяжелели, они пошли в лес и закопались. На следующую ночь стадо вернулось к мясу. Они ели менее жадно. Оторвав кусок, они отошли на расстояние, легли на живот, придерживая мясо передними лапами, медленно грызя. Утром, когда стая вышла в поле, рыжая лисица выбежала из леса из-под торчащих еловых лапок, остановилась, поджала переднюю лапу и побежала, приставив хвост к снегу, побежала к волчьим объедкам, копая долго в замороженном синем рубце, под обглоданными ребрами. В полдень на лыжах приехали люди в дубленках и валенках, и лиса быстро унеслась в лес под деревьями. Люди смотрели на следы волков и кости, волочащиеся по поляне; сняв перчатки, они закурили сигарету и, подтянув пояс курток, пошли по следам волка. На следующий день те же люди взяли мертвую лошадь на сани и бросили ее в снег на поляне. Волки две ночи не выходили за мясом, легли, залезли в еловый лес. Однажды утром стая в тревоге встала: неизвестные звуки прокатились по лесу, приближаясь и удаляясь, и вдруг заполнили лес. Напрягая уши и нюхая воздух, дрожащие колени задних лап волки сбились в кучу. Старый волк, хорошо знавший эти обещанные неизвестные звуки, приподнял шерсть и, прижав уши, исчез в лесу. Стая поняла, что существует большая опасность и тот факт, что старик покинул стадо, означал: каждый позаботится о себе!

Зимородок

Я шел по крутому берегу знакомой реки. Вода текла под крутым песчаным откосом. Внизу, на быстрой воде, гнулись зеленые ветви ив. На поверхности нет-нет, а бок тающей рыбки блестел на солнышке, блестя серебряными хлопьями. Посмотрев вниз, я увидел маленькую голубовато-синюю птичку, устремившуюся, как стрела, с высокого песчаного откоса в чистую воду реки. На несколько мгновений птица исчезла под водой. Это был зимородок, необычная птица, редкая в наших краях. Я узнал зимородка по яркому оперению, длинному клюву, быстрому полету и способности нырять. Вынырнув из воды с серебряной рыбкой в ​​клюве, зимородок исчез на краю песчаного склона побережья.

Зимородки живут по берегам быстрых прозрачных рек с крутыми песчаными берегами. Они вьют гнезда в глубоких норах, вырытых в песке на крутых склонах. Глубоко в логове находится гнездо, покрытое сушеными рыбными костями и рыбьей чешуей. Здесь вылупляются зимородки и кормят птенцов.

Зимородки не похожи на наших обычных певчих птиц. Они могут нырять, плавать и ловить мелкую рыбу. Примечательно оперение взрослого зимородка, так похожего на редкую экзотическую птицу. Популярное название – зимородок, вероятно, связано с тем, что даже в зимние холода зимородки, как ковши, иногда остаются на берегах быстрых, не затвердевающих рек и ручьев. В суровые зимы зимородки улетают на юг, как и другие перелетные птицы. На зимовках птиц в заливе Кызыл-Агач Южного Каспия я часто наблюдал зимородков. Там они держали высокие тростники, которые шелестели на ветру, тщательно выискивая добычу в воде. Весной зимородки улетели на север к знакомым берегам малых и больших рек. В средней полосе России я видел красивых зимородков всего два или три раза и хорошо помню эти редкие встречи.

Вертикальные коллекторы для отопления дома от земли

Чаще всего используются такие коллекторы – их погружают в землю на глубину до нескольких десятков метров. Для этого на небольшом расстоянии от дома бурят необходимое количество скважин, а затем вставляют трубы (обычно из сшитого полиэтилена). На такой глубине температура почвы остается высокой и стабильной, соответственно, обогрев частного дома теплом земли очень эффективен. При таком варианте коллекторы не требуют большой площади.

Однако следует учитывать один существенный недостаток этой схемы: отопление из недр земли стоит дорого. Конечно, первоначальные затраты окупятся позже, но все же не все семьи могут себе это позволить. Стоимость бурения высока и потребуется немало денег, чтобы сделать несколько скважин глубиной 50 метров.

Месторождения гелия-3 — веское доказательство протекания реакций синтеза в недрах

Важным свидетельством реакций ядерного синтеза во внутреннем ядре Земли, состоящем из гидридов металлов, является распределение концентрации изотопов гелия. Группа профессора Мамырина (Ленинградский физико-технический институт) в 1968 году, изучая химический состав газов вулканических выбросов на Камчатке, обнаружила, что отношение 3He / 4He в мантии Земли стабильно и в тысячу раз выше, чем у La. Земной коры. Впоследствии эффект стока 3He из глубоких трещин в земной коре и во время извержений вулканов был обнаружен в других регионах земного шара.

Подчеркнем, что гелий-3 образуется исключительно в ходе реакций синтеза. Его образование невозможно ни при каких реакциях распада тяжелых элементов.

Следует отметить, что 3He не может быть «первичным гелием» – остатками материала сверхновой, из которого образовались планеты, поскольку в этом случае максимальная температура Земли во время ее образования не должна превышать 800-1000 К, что явно нереально .

Отношение 3He / 4He в земной коре резко падает, поскольку 3He смешивается с изотопом 4He, образующимся в основном при радиоактивном распаде урана и тория. Кроме того, гелий через разломы земной коры и вулканы попадает в атмосферу Земли и улетает в космос.

Если конец 20 века и начало 21 века будут характеризоваться бумом информационных и коммуникационных технологий, следующие десятилетия станут веком революции в энергетическом секторе, и в основном в водородной энергетике, в понимании происхождения потоков водорода изнутри Земли, порожденных реакциями «квазиядерного» синтеза. Практическое решение этих проблем могло прийти неожиданно. И эта страна (этот коллектив ученых), которой удастся найти это решение, совершит в будущем гигантский технологический скачок, станет законодателем мод не только в науке и технологиях, но и в политике.

  1. Андерсон Дон Л. Новая теория Земли // Cambridge U. Press, New York, 2007, 384
  2. Лэй Т., Хернлунд Дж. И Баффетт Б.А. // Науки о Земле, т. 1, 2008 г., страницы 25-32.
  3. Терез Е.И., Дабахов И.А. / Реакции синтеза – главный внутренний источник энергии Земли и абиогенное происхождение углеводородов / ResearchGate / 01.2019
  4. Баранов М.И. / Электрооборудование и электроника. 2010. Т. 6. С. 46–48.
  5. Гандо А., Гандо Ю., Ичимура К и др. // Естественные науки о Земле. См. 4. С. 647–651.
  6. Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. М .: Наука, 1983.
  7. Зельдович Я.Б. // Журнал знатока и теоретика физики. – 1957. – т. 33. – Задача 4. – С.991-993.
  8. Ван Хун-чжан // Астрофизика Чин. 1990. Т. 14/4, с. 361
  9. Дабахов И.А. / Земля под нами расширяется / 10.10.2017
  10. Летников Ф.А. Сверхглубокие флюидные системы Земли и проблемы минералогенеза // Глубинный магматизм, магматические источники и проблемы плюмов. Материалы 2-го Международного семинара, Владивосток, 2002 г. Иркутск; Владивосток: Издательство ИрГТУ, 2002 С. 5-24.
  11. Мамырин Б.А., Ануфриев Г.С., Хабарин Л.В и др. / Закономерность распределения концентрации изотопов гелия Земли. / Государственный реестр открытий СССР. Приоритет n. 253 от 2.07.1968 г.
  • 33
  • 5

Составляющие теплового баланса

Основной приток энергии на Землю обеспечивается солнечным излучением и составляет в среднем около 341 Вт / м² по всей поверхности планеты. Внутренние источники тепла (радиоактивный распад, расслоение плотности) незначительны по сравнению с этим показателем (примерно 0,08 Вт / м²).

Из 341 Вт / м² солнечного излучения, которое достигает Земли, около 30% (102 Вт / м²) немедленно отражается поверхностью Земли (23 Вт / м²) и облаками (79 Вт / м²), а 239 Вт / м² в сумме поглощаются атмосфера (78 Вт / м²) и поверхность Земли (161 Вт / м²). Атмосферное поглощение в основном связано с облаками и аэрозолями.

Из 161 Вт / м² энергии, поглощенной земной поверхностью, 40 Вт / м² возвращаются в космос в виде теплового излучения в диапазоне 3-45 мкм, еще 97 Вт / м² передаются в атмосферу за счет различных процессов (80 Вт / м² – испарение воды, 17 Вт / м² – конвективный теплообмен). Кроме того, около 356 Вт / м² излучения Земли поглощается атмосферой, из которых 332 Вт / м² (161-40-97-356 + 332 = 0) возвращаются в виде задней атмосферной радиации. Таким образом, общее тепловое излучение земной поверхности составляет 396 Вт / м² (356 + 40), что соответствует средней тепловой температуре 288 К (15 ° C).

Атмосфера излучает в космос 199 Вт / м², из которых 78 Вт / м² получают от солнечного излучения, 97 Вт / м² получают от поверхности земли, а разница между поверхностным излучением, поглощенным атмосферой, и отраженным излучением от атмосферы в объем 23 Вт / м².

Перспективы геотермального тепла

Новые источники энергии, такие как геотермальное тепло, играют важную роль в продвижении более чистой и устойчивой энергетической системы. Это одна из немногих технологий использования возобновляемых источников энергии, которые могут непрерывно обеспечивать тепло. Кроме того, в отличие от угольных и атомных электростанций, бинарные электростанции могут использовать гибкий источник для уравновешивания переменного предложения возобновляемых ресурсов, таких как энергия ветра и солнца, с различными типами солнечных панелей.

Стоимость новых источников энергии в виде геотермального тепла становится все более конкурентоспособной.

Согласно прогнозам энергетической информации, стоимость энергии для новых установок будет менее 1 рубля за киловатт-час (кВтч). Например, на электроэнергию природный газ стоит более 2 рублей, а на обычных угольных электростанциях – более 2,5 рублей.

Также существует перспектива прямого использования этого типа ресурса в качестве источника отопления для домов и предприятий повсюду.

Расширение геотермальных тепловых систем

Нагревание за счет тепла Земли в качестве нового источника энергии возможно где угодно под поверхностью земли, но не вся поверхность почвы имеет условия, которые могут вызвать циркуляцию поверхностных вод. Подход к рекуперации тепла в засушливых районах известен как современные системы или сухой нагретый камень».

Горячие водоемы обычно находятся глубже, чем обычные устройства. Сначала вода под высоким давлением перекачивается на поверхность для выработки электроэнергии. Затем вода возвращается через нагнетательные скважины для завершения цикла циркуляции. Некоторые электростанции могут использовать замкнутый бинарный цикл и не выделяют жидкости и не улавливают отходящее тепло, кроме водяного пара.

Совместное производство геотермального тепла совместно с нефтяными и газовыми скважинами

Многие существующие нефтяные и газовые месторождения содержат значительное количество высокотемпературной воды под высоким давлением. Этот высокотемпературный флюид можно комбинировать для выработки геотермального тепла наряду с добычей нефти и газа. В некоторых случаях совместная разработка этих ресурсов может даже увеличить добычу нефти и газа. Однако для использования всего потенциала необходимо укрепить технологические системы и совместное производство геотермальной электроэнергии для нефтяных и газовых скважин.

Расширение Земли

Модель расширения Земли по возрасту пород океанского дна

В течение многих лет в геологии конкурировали две идеи: «фиксисты», утверждающие, что земная кора прочна в отношении ее «глубоких корней», то есть зон образования магмы в мантии, и «мобилисты», утверждающие, что земной шар растет, и части земной коры постоянно перемещаются (колеблются) поверх мантии (астеносферы). В свете вышеизложенного наиболее правдоподобной является гипотеза о росте земной поверхности, который происходил и продолжается в рифтовых зонах, в основном из-за увеличения площади дна мирового океана при одновременном формировании контуров континентальных плит остаются без изменений.

Кулики

С раннего детства помню маленькую куличную носительницу. Мы жили на берегу большого мельничного пруда. Моя мама водила меня купаться на мелководном песчаном пляже. Сняв одежду, я купалась в нагретой солнцем воде, собирала клубнику, которая росла на берегу, принесла их маме мокрой пригоршней. По глади пруда, отражаясь в воде, то и дело с берега на берег с криком перелетал, хлопая крыльями, небольшой носитель кулича. Я любил этого забавного маленького кулича.

вряд ли в мире птиц существует такое разнообразие видов и пород мелких и крупных птиц, как в обширном семействе куликов. Кулики обитают практически повсеместно на севере и юге. Летом они улетают на крайний север, на побережье Северного Ледовитого океана, гнездятся и живут в голой тундре. Простые русские люди добродушно относились к веселым и быстрым куликам, в шутку говорили: «Кулик маленький, но все же птица».

Я не был естествоиспытателем и не знаю названий всех пород и видов куликов. Я знаю, что по песчаным берегам наших рек и озер бегают крошечные кулики-кулики. Встречаются и крупные кулики, которые обычно обитают на больших болотах и ​​на некашенных зеленых лугах. Я помню, что фермеры перевели громкий крик этих куликов на наш человеческий язык: «Сожги сено, сожги сено, новое созрело!»

Эти слова означали начало покоса, уборки нового сена.

К куликам относятся большие и маленькие кроншнепы – жесткие птицы с загнутым вниз клювом. Не всем охотникам удается подстрелить кроншнепа на страже. Многие из вас наверняка видели длиннокрылых чибисов, живущих в горных болотах, на вспаханных полях. Взмахивая длинными крыльями, они взлетают в воздух, громко крича: «Кто ты? Чей ты? »Так их громкий крик переводит людей на человеческий язык.

Путешествуя по безлюдному полуострову Таймыр в голую безлесную тундру, где, наверное, не было людей, я видел и слышал летом большое количество куликов. Некоторые из этих куликов были мне совершенно неизвестны. Я слушал их странные голоса в пустынной тундре. Иногда конфетки ломались прямо у меня под ногами.

В небольших и неглубоких водоемах я видела лепешки фаларопы, подходила к ним, восхищалась, как они резво плавают среди камышей, плавают и ныряют. Дотянуться до смелого маленького фаларопа можно было одной рукой, но он не позволил себе прийти в себя и улетел на новое место.

Там же я наблюдал за красиво и красиво одетыми куликами-турухтанами, которые в весенний брачный период устраивали друг с другом забавные драки. Эти кулички носили пышные воротнички, и каждый самец кулички отличался своеобразием свадебного наряда.

Я также наблюдал много куликов на зимовках птиц на юге Каспия, в заливе Кызыл-Агач. Пологие берега бухты покрыты многочисленными следами крупных и мелких птиц. Здесь пряли кулики самых разных видов и рас. Они не обращали внимания на грозных орланов-белохвостов, которые неподвижно сидели на берегу бухты и поджидали легкую добычу. Здесь я видел больших куликов с загнутыми носами. Этими изогнутыми клювами они умело поднимали мягкий ил в поисках червей, улиток и насекомых.

Осенью и весной многие болотные породы летают на большие расстояния. Знакомых куликов можно увидеть зимой на берегах рек и озер в Центральной Африке. Удивительны полеты кочевых птиц, их способность точно находить дорогу к местам гнездования.

Однажды на берегу Земли Франца-Иосифа мы высадились с лодки на небольшом пологом острове, поросшем гнездами гаг. Известно, что большие гаги прикрывают свои гнезда легким пушистым пухом, который самки срывают с груди. Вылетая из гнезда, гага прикрывает яйца этим теплым пуховиком.

На небольшом острове, помимо гнезд гаги, было много гнездящихся крачек – мелких птиц, похожих на чаек. Эти птицы близки к породе куликов. Они храбро парили над нашими головами, сидя на наших шляпах, пытаясь защитить свои гнезда. Зоологи рассказали мне, что каждый год маленькие монахи совершают дальние путешествия в южном полушарии Земли, пролетают над экватором. Весной они возвращаются к берегам холодной арктической земли.

О куликах и близких к ним птицах можно сказать много. Я ограничиваю себя тем, что должен был увидеть сам. Бродя в юности с ружьем, я любовался веселыми куликами, следил за их жизнью. Кроме вальдшнепов, бекасов, бекасов и арлекина, я не убивал пасхальных куличей, которые дали жизнь моему родному ландшафту. Из всех куликов, больших и малых, мне особенно запомнился кулич-вектор, который я видел в детстве. Даже сейчас я иногда вижу его во сне; просыпаясь, я невольно улыбаюсь счастливой.

Горизонтальные коллекторы для обогрева дома теплом земли

Их используют в регионах с относительно теплым климатом, где глубина промерзания почвы не превышает 1-1,5 метра. В этом случае организовать обогрев дома с земли намного проще, ведь траншеи вырыть можно самостоятельно, а стоимость работ существенно снизится.

Но у этой схемы есть и недостатки. Во-первых, осуществить теплый пол своими руками не так-то просто: например, для дома площадью 275 «квадратов» потребуется проложить в траншее 1200 метров труб. Помимо того, что вы тратите много времени на рытье траншей, трубы также будут занимать большую площадь. Использовать этот участок, например, для дачи или огорода нельзя – корни растений подмерзнут из-за особенностей работы комбайна.

Поэтому отопление энергией земли – хорошая идея, но очень сложная в реализации. Аналогичная ситуация и с солнечным отоплением. По этой причине альтернативные источники энергии сегодня не получили широкого распространения.

Источники геотермального тепла. Способы и методы его использования в мире

Геотермальная энергия (ГТЭ) – глубинное тепло Земли – является потенциальным источником электричества и тепла. Источники подразделяются на три типа:

  • • термальные воды, пароводяные смеси, сухой пар, содержащийся в подземных резервуарах с трещиноватыми жилами и пористых резервуарных системах (гидротермальных пароотводах);
  • • тепло, накопленное в породах;
  • • тепло магматических очагов вулканов и лакколитов (включенных в осадочные магматические породы).

Источники GFC в основном используются в качестве вектора геотермального тепла (GeoTT) и на геотермальных электростанциях (Geo-TPP). Объемы использования этих источников энергоресурсов в мире представлены в таблице. 5.1.

Французские специалисты считают геотермальную воду с температурой более 30 ° C источником тепловой энергии. Большинство GeoTT в мире используются в бальнеологии (60%) и отоплении (16%). Первое место в мире по этому показателю занимает Япония (44% утилизируемого в мире тепла). Бывший СССР оказался на четвертом месте (9%).

Интересен опыт геотермальной системы централизованного теплоснабжения в Рейкьявике (Исландия) мощностью 30 Гкал / ч для обслуживания более 100 тысяч жителей. На станции работает всего 60 человек.

Первое место в мире по геотермальным электростанциям занимают США, на долю которых приходится 46% действующих мощностей до 7000… 8000 МВт. В Соединенных Штатах все заводы используют высокотемпературные термальные воды или сухой пар из геотермальных отложений, связанных с областями молодого вулканизма или тепловых аномалий.

Таблица 5.1

Объем использования GeoTT в мире, МВт

Страна

Отопление кондиционированное, горячее водоснабжение

Деревенский

экономия

Промышленные

технология

Бальнеология

Комби-

ниро-

ванна

использовать

Общий

МВт

%

Япония

50

31 год

девять

4394

4484

44 год

Венгрия

75

565

тридцать

581

280

1531

15

Исландия

780

77

75

200

164

1296

13

Италия

107

50

27

376

560

6

Новый

Зеландия

150

10

165

106

431

2

Соединенные Штаты Америки

87

10

12

4

113

2

КНР

70

60

14

17

161

2

Франция

105

15

120

0,2

Австрия

2

3

5

0,06

Другой

страна

33

56

17

296

1

403

3.5

Общий:

МВт

%

  • 1665
  • 16
  • 1288
  • 13
  • 369
  • 3,7
  • 6179
  • 60
  • 551
  • 7.3

10 052 100

В начале 2000 года геотермальные электростанции работали в 21 стране. За последние 5 лет пробурено 1150 скважин глубиной более 1000 м.

Геотермальные электростанции, работающие на сухом пару, сейчас считаются самыми дешевыми.

По мнению экспертов, очень перспективной технологией будущего станет строительство подземных кольцевых систем (ПЦС) для строительства геотермальных электростанций, использующих тепло «сухих» горных пород. Две из этих экспериментальных систем сейчас созданы в США и Великобритании. В США в 1974 г лаборатория Лос-Аламоса начала работы по созданию АСУ ТП на глубине 2,75 км; в 1979 г построена АСУ ТП мощностью 3 МВт; в 1983 году мощность увеличена до 9 МВт (скважины глубиной 3,6 км, пластовая температура 240 ° С). Затраты составили 150 миллионов долларов с участием Японии и Германии. В Великобритании экспериментальная компьютерная система была создана Горной школой Кемборна на Корнуоллском полуострове. Первоначальный циркуляционный контур был создан на глубине 300 м, затем второй – на глубине 2100 м (температура – 80 ° С), в 1985 году система была расширена до мощности 5 МВт;

планируется увеличить мощность за счет увеличения глубины скважин до 6 км (температура – 220 °); общая стоимость $ 40 млн. Аналогичные работы были инициированы Францией и Германией (Эльзас), Японией (префектуры Гифу и Ямагава). Во всех этих проектах была реализована технология создания систем трещин между скважинами в породах методом гидроразрыва пласта (ГРП). Другая технология разрабатывается американской национальной лабораторией Сандиа, которая предполагает использование высокотемпературной части петрогеотермальных ресурсов в расплавах горных пород при промежуточных вулканических прорывах.

V

Молодой волк испытал то, что испытывал каждый волк: страх, от которого кожа растягивалась и давила на его лоб и спину, и острое желание жить. Своим звериным умом он понял, что нельзя бежать прямо по старому пути, и повернулся в сторону перед голосами. Она шла быстро, прижав уши к затылку, нюхала ветер. Деревья молчали, раздавленные снегом. Снежные шапки, срубленные белкой, падали с макушки, цепляясь за ветки, а волчица робко притаилась на талом снегу. Там, где заканчивался лес и заросли кусты, он увидел красный язык, болтающийся над снегом. Не решаясь приблизиться, он повернул направо, но и там – но и там развевался тот же язык, красный и длинный. Красные языки один за другим висели под деревьями.

Волчица осторожно шла по кончику. Так он вышел в заросшую ольхой лощину, на заснеженную лесную реку и остановился

Заяц выбежал из леса, застрял в снегу. А потом она впервые в жизни увидела мужчину. Он стоял в снегу, прикрытый стволом старого дерева, и смотрел на зайца.

Волчица села, спрятала ноги и, упираясь изо всех сил, заливая себя морозом, прыгнула в кусты и побежала. Мужчина схватил, волчица услышала резкий звук, почувствовала удар в ногу и, истекая снегом, изо всех сил прыгнула вдоль реки в кусты. После того, как ее снова ударили плетью, веточки вонзили ей в спину и бедра, и она побежала, неуклюже вскинув задницу. Он побежал вдоль реки, пока не набрался сил, затем пришвартовался, остановился и сел. Вдалеке он щелкал снова и снова, затем снова и снова. Волчица молча, выбрав более густую рощу, пошла туда, где, по ее словам, был найден луг, на котором она родилась и выросла.

Ссылки

  • Кондратьев К. Я. Радиационные факторы современных измерений глобального климата. Л., 1980.
  • Кондратьев К. Я., Биненко В. И., Влияние облачности на радиацию и климат, Л., 1984; Климатология, Л., 1989.

Баланс лучистой энергии Земли и потоки тепла океана. – oceanworld.tamu.edu.

О среднемировом бюджете ИК-излучения. – miskolczi.webs.com.

Джеффри Л. Андерсон и др. новая глобальная модель атмосферы и земли GFDL AM2 / LM2: оценка с предписанными симуляциями SST. – Опубликовано в Journal of Climate, март 2003 г.

Глобальный тепловой поток – Международная комиссия по тепловому потоку (IHFC).

Глобальный тепловой поток – Международная комиссия по тепловому потоку (IHFC).

Дон Л. Андерсон Энергия Земли и загадка пропавшего источника тепла – www.mantleplumes.org.

А.М. Хофмайстер, Р.Э. Тепловой поток Земли Крисса был пересмотрен и связан с химией. Тектонофизика 395 (2005), 159-177.

Генри Н. Поллак, «Земля, поток тепла внутри», в AccessScience, McGraw-Hill Companies, 2008 г.

Дж. Х. Дэвис и Д. Р. Дэвис Тепловой поток земной поверхности. Твердая Земля, 1, 5-24, 2010.

Кэрол А. Штейн «Тепловой поток Земли» (ссылка недоступна), Справочник по физическим константам AGU, под редакцией т.д.ж. Аренса, Am. Geophys Un., Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

Что теплее снег или воздух

Температура снежного покрова зависит как от его толщины, так и от температуры воздуха над ним, а также от температуры почвы. Земля, накапливая летом тепло, с наступлением холодов медленно остывает. Снег, как отличный теплоизолятор, укрывая землю, сохраняет это тепло даже в самые сильные морозы. Следовательно, температура снега зависит от толщины снежного покрова и температуры воздуха над ним. Если снег покрыл землю на 10-15 см, то его температура и температура воздуха будут практически такими же. В том случае, если снег выпадает на глубину 120 – 150 см, разница температур может варьироваться как непосредственно от самого снежного покрова, так и в зависимости от температуры воздуха. Снег сверху будет холоднее, чем на поверхности земли, так как забирая от него тепло, он начинает прогреваться. В то же время холодный воздух ударяется о поверхность снега, охлаждая его. Поэтому на глубине примерно 45-50 см его температура будет выше, чем на поверхности примерно на 1,5-2 градуса, а на земле – на 4-6 градусов. В этом случае температура воздуха на расстоянии до 1 м будет такой же, как температура снежного покрова. При этом на высоте 1,50 м и выше этот показатель будет намного ниже.

Из чего сделана земля и почему под землей жарко

Согласно экспериментам ученых, температура воздуха, как и снега, также зависит от времени суток. Изучив исследования, они пришли к выводу, что самая высокая температура снега (-0,5 градусов) наблюдается днем ​​с 13:00 до 15:00, а самая низкая (-10) – с 02:00 до 03:00. За этот же период температура воздуха днем ​​поднялась до +6 градусов, а ночью опустилась до -15 градусов. Таким образом, можно сделать вывод, что температура снега контролируется тремя показателями: температурой воздуха, высотой снежного покрова и температурой почвы. Изучив эти показатели, можно делать прогнозы во многих отраслях народного хозяйства.

Влияние снега на окружающую среду.

Снег, покрывающий землю, сохраняет тепло, защищает землю от мороза. А это очень важный фактор, прежде всего для сельского хозяйства и, прежде всего, для сохранения озимых культур. Посеянные осенью и проросшие под снежным покровом злаки спокойно выдерживают даже сильные морозы, а в местах, где нет снега и мороз сковывает землю, промерзают. То же самое и с садовыми растениями. В бесснежные зимы почва промерзает, что способствует растрескиванию и промерзанию корней, «прожигает» кору деревьев.

Из чего сделана земля и почему под землей жарко

В то же время резкие перепады температур могут негативно сказаться как на природе, так и на деятельности человека. Так, при изменении температуры воздуха от + до – в течение часа снег начинает таять при положительных температурах, а затем при понижении температуры замерзает, что способствует появлению ледяной корки. Корка затрудняет использование зимних пастбищ. Талые воды смывают плодородный слой почвы, что часто приводит к эрозии почвы. Накапливаясь в низинах, они способствуют замачиванию озимых культур. Но в наши дни люди научились контролировать уровень снега. Затем на участках, где мало снега, на полях устанавливаются специальные щиты, улавливающие снег. А в местах скопления талой воды прорываются дренажные каналы.

Но, несмотря на все негативные факторы, нам всегда нравятся эти пушистые белые звезды. Снова и снова с улыбкой наблюдаем, как дети спускаются на санках со снежной горки, делаем красивые фотографии заснеженных деревьев, вместе с детьми лепим снежную бабу. И мы смеемся, мы смеемся, мы смеемся…

Варианты обустройства геотермального отопления

Способы оформления внешнего контура

Чтобы энергия земли использовалась для максимального обогрева дома, необходимо правильно подобрать схему внешней разводки. Ведь источником тепловой энергии может быть любая среда – подземная, водная или воздушная

Но при этом важно учитывать сезонные изменения погодных условий, о чем говорилось выше

В настоящее время существует два типа систем, которые фактически используются для обогрева дома за счет тепла земли: горизонтальные и вертикальные. Ключевым фактором выбора является площадь земельного участка. От этого зависит устройство труб для отопления дома энергией земли.

Помимо этого, во внимание принимаются следующие факторы:

  • Состав почвы. На каменистых и глинистых участках сложно создавать вертикальные колодцы для прокладки автодорог;

  • Уровень промерзания почвы. Он определит оптимальную глубину трубы;

  • Расположение грунтовых вод. Чем они выше, тем лучше для геотермального отопления. В этом случае температура будет расти с глубиной, что является оптимальным условием для обогрева с использованием энергии земли.

также необходимо знать возможность обратной передачи энергии летом. Тогда отопление частного дома от земли не пройдет, а излишки тепла будут передаваться от дома к земле. Все холодильные системы работают по одному принципу. Но для этого необходимо установить дополнительное оборудование.

планировать монтаж внешнего контура удаленно из дома невозможно. Это увеличит теплопотери при отоплении из недр земли.

Горизонтальная схема геотермального отопления

Горизонтальное расположение наружных труб

Самый распространенный способ установки внешних магистралей. Он удобен простотой монтажа и возможностью относительно быстрой замены вышедших из строя участков трубопровода.

Для монтажа по этой схеме используется коллекторная система. Для этого делают несколько контуров, расположенных на расстоянии не менее 0,3 м друг от друга. Они подключаются через коллектор, который дополнительно к тепловому насосу подает теплоноситель. Это обеспечит максимальный запас энергии для обогрева от тепла земли.

Но при этом необходимо учитывать ряд важных нюансов:

  • Большая площадь приусадебного участка. Для дома площадью около 150 м² это должно быть не менее 300 м²;
  • Трубы в обязательном порядке определяются на глубине меньше уровня промерзания почвы;
  • При возможном движении грунта во время весеннего паводка вероятность движения автомагистралей возрастает.

Решающим преимуществом отопления от тепла земли горизонтального типа является возможность самостоятельного расположения. В большинстве случаев это не требует привлечения специального оборудования.

Для максимальной теплоотдачи необходимо использовать трубы с высокой теплопроводностью – тонкостенный полимер. Но при этом следует продумать способы утепления труб отопления в земле.

Вертикальная схема геотермального отопления

Вертикальная геотермальная система

Это более трудоемкий способ устроить отопление частного дома от земли. Трубы размещаются вертикально в специальных колодцах

важно знать, что такая схема намного эффективнее вертикальной

Его главное преимущество – повышение степени нагрева воды во внешнем контуре. Чем глубже трубы, тем большее количество тепла земли для отопления дома попадет в систему. Еще один фактор – небольшая площадь земли. В некоторых случаях устройство внешнего геотермального отопительного контура проводится еще до строительства дома в непосредственной близости от фундамента.

С какими трудностями можно столкнуться при получении энергии из земли для обогрева дома по этой схеме?

  • От количественного к качественному. При вертикальном расположении длина магистралей намного больше. Это компенсируется более высокой температурой почвы. Для этого необходимо сделать колодцы глубиной до 50 м, что является кропотливой работой;

  • Состав почвы. Для каменистых грунтов необходимо использовать специальные бурильные машины. В грунт во избежание раздавливания колодца монтируется защитная оболочка из железобетона или толстостенного пластика;

  • В случае неисправности или утечки процесс ремонта усложняется. В этом случае возможны длительные перебои в работе отопления дома тепловой энергией земли.

Но несмотря на высокие первичные затраты и трудоемкость монтажа, вертикальная планировка магистралей является оптимальной. Специалисты советуют использовать именно такую ​​схему установки.

Для циркуляции теплоносителя во внешнем контуре в вертикальной системе требуются мощные циркуляционные насосы.

Источник – https://mr-build.ru/newteplo/na-teploj-zemle.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: