ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области альтернативной геотермальной энергетики и может быть использована для теплоснабжения объектов жилищно-коммунального хозяйства, административно-производственных корпусов, промышленных предприятий и т.п.
Известно геотермальное устройство, содержащее погружной насос, сепаратор, теплообменник для подогрева сетевой воды, теплообменник для утилизации теплоты уходящих газов, водогрейный котел с газовой горелкой, газоаккумулирующее устройство, дизель-генератор, регулятор расхода газа с датчиком температуры, нефтехранилище, соединенное трубопроводом с сепаратором, линию рециркуляции с рециркуляционным насосом [Патент РФ №89678, 2009 г.- прототип].
Недостатком этого устройства является низкая коррозионная стойкость технологического оборудования, связанная с присутствием в используемой исходной воде солей жесткости, что значительно снижает эксплуатационный срок службы устройства.
Также недостатком известного устройства является отсутствие возможности регулирования температурных параметров в сети теплоснабжения.
Также недостатком известного геотермального устройства является повышенный экологический риск, возникающий из-за возможных утечек нефтепродуктов в окружающую среду при закачке отработанной пластовой жидкости в поглощающую скважину.
Также недостатком известного устройства является ограниченная область применения - только на выбывших из эксплуатации обводнившихся нефтегазовых скважин.
Технической задачей заявляемого устройства является повышение долговечности работы устройства за счет расширения технологических возможностей, направленных на исключение коррозии технологического оборудования.
Техническая задача решается тем, что геотермальное устройство, содержащее погружной насос, водогрейный котел с газовой горелкой, линию рециркуляции с рециркуляционным насосом, регулятор температуры, автономную ветроэнергоустановку с аккумулирующим устройством, погружную скважину; дополнительно содержит железобетонный резервуар, теплоизолированный резервуар, тепловой насос, соединенный трубопроводами с железобетонным и теплоизолированным резервуарами, при этом железобетонный резервуар соединен трубопроводами с сетевыми насосами с устройством химводоочистки, с погружной скважиной и с баком-аккумулятором, снабженным водоразборным краном, с размещенным внутри змеевиком, соединенным на входе трубопроводом с теплоизолированным резервуаром, а на выходе трубопроводом, снабженным подпиточным насосом, с системой теплоснабжения потребителей тепловой энергии, которая оснащена регулятором температуры, при этом регулятор температуры установлен в системе теплоснабжения.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что использование в качестве источника исходной воды - воды артезианских скважин и установки химической водоподготовки, осуществляемую электромагнитным способом и предназначенной для удаления из воды солей жесткости Ca и Mg, позволяет исключить накипеобразование на стенках водогрейного котла и снизить коррозию на трубопроводах и другом технологическом оборудовании.
Бак-аккумулятор, снабженный водоразборным краном и размещенным в нутрии змеевиком, используется для покрытия «пиковых нагрузок» и обеспечения потребителя горячей водой. Нагрев исходной воды, поступающей в бак, осуществляется за счет теплопередачи высокотемпературного теплоносителя, поступающего в змеевик из теплоизолированного промежуточного резервуара. Обеспечение потребителя горячей водой направлено на расширение технологических возможностей устройства и повышение эффективности его работы.
А использование регулятора температуры, установленного на подающем трубопроводе, позволяет осуществлять регулирование температуры воды в системе теплоснабжения потребителей тепловой энергии.
Таким образом, заявленное устройство обеспечивает снижение коррозии технологического оборудования, возможности покрывать «пиковые» нагрузки с обеспечением потребителя горячей водой и регулирование температурных параметров в системе теплоснабжения потребителей тепловой энергии, что способствует повышению долговечности работы геотермального устройства, в сравнении с прототипом, и является новым техническим результатом полезной модели.
Заявленная полезная модель поясняется графическим материалом: на фиг. представлена блок-схема геотермального устройства.
Геотермальное устройство содержит:
Погружной насос 1 для подачи пластовой жидкости по трубопроводу 2 из артезианской скважины 3 в железобетонный резервуар 4, предназначенный для хранения исходной воды, тепловой насос 5, предназначенный для преобразования низкотемпературного теплоносителя (исходной воды) в высокотемпературный, который соединен трубопроводами с железобетонным резервуаром 4 и теплоизолированным промежуточным резервуаром 6, предназначенным для хранения и предотвращения охлаждения подогретого теплоносителя.
Железобетонный резервуар 4 соединен трубопроводом 7, снабженным сетевым насосом 8, с устройством химической водоочистки (ХВО) 9 и системой горячего водоснабжения, предназначенной для снабжения потребителя горячей водой, включающей бак-аккумулятор 10, снабженный водоразборным краном 11, с размещенным внутри змеевиком 12, соединенным на входе трубопроводом 13 с теплоизолированным промежуточным резервуаром 6, а на выходе трубопроводом 14, снабженным подпиточным насосом 15, с системой теплоснабжения потребителей тепловой энергии, предназначенной для отопления, вентиляции и на другие промышленные нужды.
Система теплоснабжения включает водяной котел 16 с газовой горелкой, предназначенный для нагрева воды, снабженный рециркуляционным контуром CD с рециркуляционным насосом 17 для поддержания заданной температуры в котле 16, и соединенный трубопроводом 18 с теплоизолированным промежуточным резервуаром 6 и подающим трубопроводом 19 с регулятором температуры 20 в системе теплоснабжения потребителей тепловой энергии: радиаторами системы отопления 21, калорифером системы вентиляции 22 и другими промышленными нуждами 23.
Кроме того, железобетонный резервуаром 4 соединен трубопроводом 24, снабженным погружным насосом 25, с поглощающей скважиной 26, предназначенной для закачки излишка артезианской воды. Энергоснабжение геотермальной установки осуществляется от ветроэнергетической установки с аккумулирующим устройством 27.
Геотермальная установка работает следующим образом.
Пластовая жидкость из артезианской скважины 3 погружным насосом 1 по трубопроводу 2 подается в железобетонный резервуар 4, откуда посредством сетевого насоса 8 по трубопроводу подается в бак-аккумулятор 10 системы горячего водоснабжения и по трубопроводу 7 в устройство химводоочистки 9, а затем умягченная и очищенная от солей жесткости Ca и Mg посредством подпиточного насоса 15 по трубопроводу 14 подается в теплоизолированный промежуточный резервуар 6. С помощью теплового насоса 5 умягченная вода в теплоизолированном промежуточном резервуаре 6 нагревается до температуры 60-65°С и поступает в систему горячего водоснабжения в змеевик 12, где отдает свою теплоту холодной артезианской воде и обратно возвращается в теплоизолированный промежуточный резервуар 6 по трубопроводу 14.
Так же нагретая вода из теплоизолированного промежуточного резервуара 6 по трубопроводу 18 поступает в водогрейный котел 16. Циркуляци онный контур CD с рециркуляционным насосом 17 обеспечивает на входе в котел заданную температуру, которая должна быть не ниже 70°С, что позволяет исключить низкотемпературную коррозию в водогрейном котле 16.
Из водогрейного котла 16 вода по подающему трубопроводу 19 поступает в радиаторы системы отопления 21, калорифер системы вентиляции 22 и на другие промышленные нужды 23.
Регулирование температуры в подающем трубопроводе 19 системы теплоснабжения обеспечивается с помощью регулятора температуры 20. Из системы теплоснабжения отработанная вода возвращается по трубопроводу в теплоизолированный промежуточный резервуар 6.
Таким образом, заявленная полезная модель, в сравнении с прототипом, позволяет повысить долговечность и надежность геотермального устройства за счет использования устройства химводоочистки, позволяющим исключить накипеобразование на стенках водогрейного котла, снизить коррозию технологического оборудования и повысить эффективность работы геотермального устройства в целом.