تبلیغات
وبلاگ تخصصی زمین شناسی - انواع کاربردهای حرارتی انرژی زمیــن گرمایی

طراحی سایت

قالب وبلاگ

طراحی سایت


وبلاگ تخصصی زمین شناسی
دانستن کافی نیست،باید به دانسته ی خود عمل کنید.
نوشته شده در تاریخ جمعه 11 فروردین 1391 توسط سپهوند پور
انواع کاربردهای حرارتی انرژی زمیــن گرمایی

بطور کلی استفاده‌های مستقیم از انرژی زمین‌گرمایی را میتوان در چند گروه طبقه بندی کرد  که در هر گروه کاربردهای مختلفی وجود دارد که با توجه به شرایط اقتصادی، اجتماعی، جغرافیایی و اکولوژیکی هر منطقه  مواردی خاصی قابل استفاده می باشد:

-      تامین گرمایش ساختمان‎ها (District heating)

-      کاربردهای کشاورزی (Agricultural applications)

-      کاربردهای صنعتی (Industrial applications)

-      استحمام و آبدرمانی (Bathing and balneology)

-      ذوب برف و یخ (Snow and ice melting)

-      پمپ حرارتی زمین‌گرمایی (Geothermal heat pump)

بقیه مطلب را در ادامه مطلب بخوانید...
استفاده حرارتی از انرژی زمین‌گرمایی در مقایسه با تولید برق از ابعاد گسترده تری در سطح جهان برخوردار می‌باشد. بدلیل اهمیت روز افزون این کاربردها، در این نوشتار سعی شده تا با دسته بندی آنها اطلاعاتی اولیه در ارتباط با استفاده حرارتی ارائه گردد. لذا هریک از موارد استفاده مستقیم از انرژی زمین‌گرمایی، در ذیل  با تفصیل بیشتری مورد بررسی قرار میگیرد. استفاده هــای گرمـایشی

استفاده‌‌های گرمایشی ازمنابع آبگرم پس از جاذبه‌های گردشگری و آبدرمانی سنتی، قدیمیترین و رایج ترین نوع استفاده از این منابع است. تأمین گرمایش ساختمانها به صورت مستقل و منفرد(Space heating) و یا بطور محلی و منطقه‎ای (District heating) انجام می‎گیرد. آب گرم مورد نیاز با دمایی حدوداً  Cْ 60 یا بیشتر جهت تأمین حرارت یک سیستم گرمایش منطقه‎ای از یک یا چند چاه حفر شده در یک مخزن زمین‌گرمایی تأمین می‎گردد. آبهای زمین‌گرمایی از درون یک مبدل حرارتی عبور نموده و از این طریق حرارت آنها به آب سرد منتقل می‌گردد. سپس این آب گرم شده به منازل و ساختمانها لوله کشی شده و با استفاده از یک رادیاتور معمولی حرارت لازم  جهت گرمایش ساختمان تامین می شود.

سیال زمین‌گرمایی نیز پس از عبور از داخل مبدل حرارتی و انتقال حرارت مجدداً به درون مخزن زمین‌گرمایی تزریق می‎گردد. این عمل موجب می‌شود که ذخیره آب در مخزن اصلی پیوسته در حد نسبتاً ثابتی باقی بماند. آبهای تزریقی به داخل مخزن توسط منبع حرارتی موجود در اعماق زمین مجدداً گرم میشود. در حال حاضر با استفاده از فن‎آوریهای جدید، امکان نصب مبدل در داخل چاه (Down hole heat exchanger) نیز فراهم بوده و به این ترتیب مشکل دفع و تزریق مجدد سیال زمین‌گرمایی به داخل زمین نیز برطرف شده است. با این روش، آب تمیز شهری با پمپ به داخل شبکه لوله‎های مبدل درون چاهی تزریق شده و آب گرم فاقد هرگونه آلودگی جهت مصارف گوناگون از داخل چاه استخراج می‎گردد. کشورهای ایسلند، ترکیه، فرانسه. مجارستان، ژاپن و آمریکا از جمله کشورهایی هستند که از انرژی زمین‌گرمایی برای تأمین سیستم حرارت مرکزی استفاده بیشتری می‎کنند.

بزرگترین و مهمترین طرح استفاده از انرژی زمین‌گرمایی جهت گرمایش منطقه ای  در شهر ریکیاویک پایتخت کشور ایسلند وجود دارد. در این کشور از سیستم گرمایش ناحیه‎ای زمین‌گرمایی، آبگرم مصرفی بیش از 000/180 نفر ( بالغ بر 2300 لیتر درثانیه) از چند میدان زمین‌گرمایی با دمای حدود 80 درجه سانتیگراد تامین می‎شود. میدانهای زمین‌گرمایی مذکور تا فاصله 32 کیلومتری شهر واقع شده‌اند. حداکثر توان حرارتی این تاسیسات بالغ بر 830  مگاوات حرارتی است که بارحرارتی آن طوری طراحی شده که قادر به گرم کردن فضایی است که حداقل دمای محیط آن در فصل زمستان 10- درجه سانتیگراد است. استفاده از این روش گرمایش  شهری سبب شده است تا شهر ریکیاویک از نظر تامین انرژی سبزترین شهر جهان شناخته شود.

 از سال 1982 میلادی در منطقه ورم اسپرینگز واقع در ایالت آیداهو آمریکا گرمایش 4000 واحد مسکونی از انرژی زمین‌گرمایی تامین می‎شود.

از آنجا که این روش تأمین حرارت، روشی اقتصادی و بی‌آلایش از نظر محیط زیست است، کاربرد آن در بسیاری از کشورها رو به افزایش می‎باشد. بطوری که از سال 1995 تا سال 2005 فن‎آوری گرمایش محیط در 28 کشور جهان از رشد 100 درصد برخوردار بوده است کــاربردهای کشاورزی

این کاربردها که عمدتاً شامل فعالیتهای گلخانه‎ای، پرورش آبزیان و دامداری است از اهمیت ویژه‎ای برخوردار می‌باشد چرا که این فعالیت‎ها به درجه حرارت‎های پایینتری از طیف حرارتی منابع زمین‌گرمایی نیاز دارند. مصرف گرمای تلف شده یا استفاده مرحله‎ای از انرژی زمین‌گرمایی، امکانات مناسبی را در این راستا فراهم می‎آورد. برخی از کاربردهای این گروه شامل تأمین حرارت گلخانه‎ها، پرورش آبزیان، دامداری، گرم کردن خاک ، کشت قارچ و تولید بیوگاز می‌باشد.

در حال حاضر، کشت محصولات کشاورزی در گلخانه‎هایی که حرارت آنها با آبهای گرم طبیعی تأمین می‎شود در کشورهایی نظیر مجارستان (پیشروترین کشور در استفاده از گلخانه های زمین‌گرمایی)، روسیه، نیوزیلند، ژاپن، ایسلند، چین، گرجستان، ایتالیا، یونان، اسلواکی و آمریکا به طور محسوسی افزایش یافته است. در مجارستان قریب به 80 درصد انرژی مورد نیاز کشاورزان جهت کشت گیاهان (در ماههای سرد سال) توسط آبهای زمین‌گرمایی فراهم می‎شود. به کارگیری انرژی زمین‌گرمایی برای تامین حرارت سبب کاهش هزینه‌های عملیاتی (که تا 35 درصد هزینه تولید محاسبه می‎شود) شده و امکان کار در شرایط سرد آب و هوایی را ـ که طی آن گلخانه‎های تجاری به طور طبیعی فاقد سودمندی می‌باشندـ فراهم می‎نماید. تأمین حرارت گلخانه‎ها با کمک انرژی زمین‌گرمایی از رشد سالانه‎ای حدود 4 درصد در سطح جهان برخوردار بوده است. با احتساب انرژی مورد نیاز برای تامین حرارت گلخانه‎ها که رقمی حدود 20 تراژول بر سال در هکتار است، قریب به 19035 تراژول بر سال انرژی از منابع زمین‌گرمایی برای گرمایش حدود 950 هکتار گلخانه‎ در سطح جهان تأمین می‎گردد.

 هم اکنون در سطح جهان از انرژی زمین‌گرمایی جهت پرورش و رشد آبزیانی نظیر میگو، قزل‎آلا، صدف، ماهی‎‎های استوایی، مارماهی، گربه ماهی و همچنین آبزیان آکواریومی شامل انواع ماهیان کوچک و بزرگ و حتی کروکودیل استفاده می‎گردد. بکارگیری سیال زمین‌گرمایی باعث کنترل و بهینه نمودن درجه حرارت حوضچه‎ها شده  و رشد بهینه آبزیان را میسر می‎سازد. مثلاً بهترین رشد ماهی قزل‌آلا در دمای 5/15 درجه سانتیگراد می باشد. لذا با ثابت نگه‌داشتن دمای استخرهای پرورش ماهی در فصل زمستان با استفاده از سیالهای زمین‌گرمایی می‌توان در تمام فصول سال به رشد بهینه ماهی قزل‌آلا دست پیدا کرد. پرورش ماهی در کشورهایی نظیر چین، ژاپن و آمریکا بسیار موفقیت آمیز بوده است. کشورهایی مانند ایسلند، گرجستان، ترکیه و نیوزیلند نیز از بزرگترین استفاده‌کنندگان این روش به شمار میروند. طبق آخرین گزارش‎های موجود، 26 کشور از چنین تاسیساتی بهره‌گیری می‎کنند.

حمــام های آبدرمــانی و استخرهای شنا

طی قرنهای متمادی، ایرانیان، رومیها، چینی‎ها، عثمانیها، ژاپنی‎ها و ساکنان اروپای مرکزی آبهای گرم طبیعی را برای استحمام مورداستفاده قرار میدادند.

در حال حاضر قریب به 65 کشور از چشمه های آبگرم وتاسیسات تفریحی از جمله استخر‎های شنا بهره‌گیری می‎کنند. در سالهای اخیر، استفاده‎های طبی و تفریحی از آبـهای گـرم در سطـح جـهان رشـد سـالانه‎ای حـدود 18 درصـد را نـشان می دهد.

در ارتباط با توسعه چنین مراکزی، شواهد و نمونه‎های بی شماری را می‎توان در سطح جهان معرفی کرد. برای مثال ژاپنی ها با بهره‎گیری از بیش از 2200 کانون تفریحی مرتبط با چشمه‎های آبگرم، سالانه قریب به 100 میلیون مهمان و گردشگر را پذیرا هستند. در شهر بپــّو (Beppu) واقع در جزیره کیوشو (ژاپن)، آبها و بخارات داغ در موارد مختلفی نظیر تأمین حرارت، استحمام، آشپزی، فعالیتهای صنعتی، تحقیقات کشاورزی، فیزیک درمانی، حمامهای تفریحی وحتی در یک باغ وحش کوچک مورد استفاده قرار می‎گیرد. از این آبها برای درمان بیماریهای دستگاه گوارش، ناراحتیهای عصبی و مشکلات پوستی نیز بهره‌گیری می‎شود. به همین جهت سالانه افراد زیادی جهت معالجه و آبدرمانی  به این شهر سفر می‎کنند. همچنین از هشت مظهر چشمه که نمایشگر پدیده‎های مختلف زمین‌گرمایی در این شهر است (بنام Jigoku یا جهنم سوزان) بعنوان جاذبه‎های گردشگری استفاده می‎شود. چشمه‎های آب داغ و تاسیسات و تجهیزات وابسته سالانه حدود 12 میلیون گردشگر را صرفاً روانة این شهر می‎کنند.  

به همین ترتیب در کشورهای دیگر نظیر چین، چک، اسلواکی، ایسلند، فرانسه، ایتالیا، آمریکا و غیره با شعار بازگشت به طبیعت، مراکز بسیاری بصورت سنتی و مجهز از نقطه نظر طبی، تفریحی، استحمام و شنا مورد استفاده قرار می‎گیرند. در صورتی که  قبلاً از سوخت فسیلی برای تامین گرمایش چنین مراکزی استفاده می شده است که علاوه بر هزینه های بالاتر، باعث ایجاد آلودگیهای زیست محیطی نیز می شدند.





.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک