質問:
地熱暖房はどのように機能しますか?
Kenshin
2014-04-16 11:35:28 UTC
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地熱は、地球の内層と地殻の温度差からエネルギーを発生させる方法だと聞いています。このエネルギーをどのように抽出することができますか?この温度勾配にアクセスするには、プレート境界の近くにいる必要がありますか?

プレート境界の近くでうまくいきますが、他の場所でも可能です。 [私の家の近くのドリルに関する論文](http://geomedia.cz/data/GMLi​​tVal.pdf)を参照してください。
少し明確にできますか?地熱*加熱*は1つであり、発電は別のものであり、「エネルギーの生成」は曖昧であり、物理的に不可能に聞こえます。さらに、「地球の内層」と「地球の地殻」は、紛らわしい言い方です。確かに、その規模の温度勾配を利用することはありません。
@kwinkunksに同意します。熱勾配は実際には地殻の最初の数キロメートルにあります。それよりも深いものは何でも、私たちはそれを掘ることができません。
二 答え:
#1
+11
410 gone
2014-04-16 16:27:13 UTC
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現在、地熱エネルギーを抽出する方法は2つあります。1つは主流で、もう1つはまだ実験/実証レベルです。

Pollacket al(2010)は世界の地熱を推定します44 TWでの損失(比較すると、文明のエネルギー使用率は約20 TWです)。

米国エネルギー省が指摘しているように、すべての方法は3つの要素の組み合わせに依存しています。 :

  • 地下の熱
  • 流体で熱を地表に運ぶ、
  • 透過性で流体を流すことができます。

主流の地熱法

これは、構造プレートの境界の近くで発生します。高温の液体のリザーバーをタップして、高温の液体を表面に運びます。通常、流体の温度は100 &degCをはるかに超えており、発電や暖房に使用できます。

実験方法は高温岩体地熱発電所です

地熱システムまたはEGS。

PavelV。がコメントしたように、これはチェコ共和国で試験運用されており、近くにない場所から地熱を抽出することができます。構造プレートの境界。そのリンクから:

...ボアホールの予測深度は2100〜2500mでした。掘削直径は、開始上部セクションの393.7mmからボアホール底部の152mmまでの範囲です。

1つのチューブを別のチューブの内側のボアホール内に配置します。水はインナーチューブに注入し、チューブ間の隙間から戻すか、またはその逆を行うことができます。

この論文は、Šafanda、J.、Dědeček、P.、Krešl、 M.、Čermák、V。[2007] PVGT-LT1の地熱研究からの報告(チェコ語):

enter image description here

ご覧のとおり、これらの温度ははるかに低いです。 、非常に低い効率を受け入れる必要があるため、発電には適していません(カルノーの法則)。暖房や給湯に使用されます。

この答えは不完全なようです。地球の熱を利用する方法は2つ以上あります。私が最初に質問を読んだとき、OPは地熱ヒートポンプと呼ばれることもある地中熱ヒートポンプを指していると思いました。また、揮発性の作動流体を使用した暖房または低温発電のための地熱流体の直接使用についても言及していません。最後に、プレート境界から遠く離れた場所で従来の地熱を行うことができます。
@kwinkunks GSHPは地熱ではなく、地球で捕捉された太陽エネルギーを送り出します。
私はそれが何であるかを知っています、私のポイントはそれがしばしば(通常、私の経験では)[地熱ヒートポンプ](http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_heat_pump)と呼ばれ、したがって地熱発電と混同されることが多いということでした。質問を最初に読んだとき、OPがそれについて話しているのではないかと思いました。しかし、あなたはそれをあなたの答えから除外することは全く正しかった。
#2
+10
Peter Jansson
2014-04-16 15:27:47 UTC
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地球科学のビットを説明する(熱交換器がどのように機能するかは、サイトの範囲を超えています)。地球は本質的に冷却されており、宇宙への伝導によって内部から熱を失っています。この熱流束は、地殻の(かなりの)深さとともに温度が上昇するため、たとえば深さの水を加熱するために使用できます。プレート境界の近くにある必要はありませんが、そのような場所では異常に大きな熱流束が発生する可能性があります。良い例はアイスランドです。火成プレートの場合、熱流束は平均して1平方メートルあたり40ミリワットをわずかに超える可能性があります。地殻からの純粋な熱の流出に加えて、放射性崩壊のために岩盤内でも熱が発生します。スカンジナビアでの測定によると、熱流束は1平方メートルあたり30〜82ミリワットの間で変動する可能性があります(Näslundetal.2005)。

したがって、人間の観点からは、利用できる無尽蔵のエネルギー源があります。重要なのは、地面を使って液体、通常は水を温め、熱交換器(基本的には逆冷蔵庫を使用して、たとえば暖房用の熱やお湯を抽出することです。

Näslund、J。、 Jansson、P.、Fastook、J.、Johnson、J.、& Andersson、L。(2005)。フェンノスカンジアン氷床下の基礎温度と溶融水生成をモデル化するための詳細な空間分布地熱熱流データ。氷河学年報、 40、95-101。doi:10.3189 / 172756405781813582



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