एक निश्चित गहराई पर मिट्टी का तापमान। पृथ्वी के केंद्र से ताप

पृथ्वी के अंदर का तापमान अक्सर एक व्यक्तिपरक संकेतक होता है, क्योंकि सटीक तापमान को केवल में कहा जा सकता है सुलभ स्थान, उदाहरण के लिए, कोला कुएं में (गहराई 12 किमी)। लेकिन यह स्थान पृथ्वी की पपड़ी के बाहरी भाग के अंतर्गत आता है।

पृथ्वी की विभिन्न गहराईयों का तापमान

जैसा कि वैज्ञानिकों ने पाया है, पृथ्वी में हर 100 मीटर गहराई में तापमान 3 डिग्री बढ़ जाता है। यह आंकड़ा सभी महाद्वीपों और भागों के लिए स्थिर है पृथ्वी. तापमान में इस तरह की वृद्धि पृथ्वी की पपड़ी के ऊपरी हिस्से में होती है, लगभग पहले 20 किलोमीटर, फिर तापमान में वृद्धि धीमी हो जाती है।

सबसे बड़ी वृद्धि संयुक्त राज्य अमेरिका में दर्ज की गई, जहां तापमान में 150 डिग्री प्रति 1000 मीटर की गहराई पृथ्वी में बढ़ी। सबसे धीमी वृद्धि दक्षिण अफ्रीका में दर्ज की गई, थर्मामीटर केवल 6 डिग्री सेल्सियस बढ़ा।

लगभग 35-40 किलोमीटर की गहराई पर, तापमान में लगभग 1400 डिग्री का उतार-चढ़ाव होता है। 25 से 3000 किमी की गहराई पर मेंटल और बाहरी कोर की सीमा 2000 से 3000 डिग्री तक गर्म होती है। आंतरिक कोर को 4000 डिग्री तक गर्म किया जाता है। जटिल प्रयोगों के परिणामस्वरूप प्राप्त नवीनतम जानकारी के अनुसार, पृथ्वी के बिल्कुल केंद्र में तापमान लगभग 6000 डिग्री है। सूर्य अपनी सतह पर समान तापमान का दावा कर सकता है।

पृथ्वी की गहराई का न्यूनतम और अधिकतम तापमान

पृथ्वी के अंदर न्यूनतम और अधिकतम तापमान की गणना करते समय, स्थिर तापमान बेल्ट के डेटा को ध्यान में नहीं रखा जाता है। इस क्षेत्र में वर्ष भर तापमान स्थिर रहता है। बेल्ट 5 मीटर (उष्णकटिबंधीय) की गहराई और 30 मीटर (उच्च अक्षांश) तक स्थित है।

अधिकतम तापमान लगभग 6000 मीटर की गहराई पर मापा और दर्ज किया गया और 274 डिग्री सेल्सियस दर्ज किया गया। पृथ्वी के अंदर का न्यूनतम तापमान मुख्य रूप से हमारे ग्रह के उत्तरी क्षेत्रों में तय होता है, जहां 100 मीटर से अधिक की गहराई पर भी थर्मामीटर शून्य से कम तापमान दिखाता है।

गर्मी कहाँ से आती है और यह ग्रह के आँतों में कैसे वितरित होती है

पृथ्वी के अंदर की गर्मी कई स्रोतों से आती है:

1) रेडियोधर्मी तत्वों का क्षय;

2) पृथ्वी के क्रोड में गर्म किए गए पदार्थ का गुरुत्वाकर्षण विभेदन;

3) ज्वारीय घर्षण (पृथ्वी पर चंद्रमा का प्रभाव, बाद के मंदी के साथ).

पृथ्वी के आँतों में उष्मा उत्पन्न होने के लिए ये कुछ विकल्प हैं, परन्तु प्रश्न पूरी लिस्टऔर अब तक पहले से उपलब्ध खुले की शुद्धता।

हमारे ग्रह के आँतों से निकलने वाला ऊष्मा प्रवाह संरचनात्मक क्षेत्रों के आधार पर भिन्न होता है। इसलिए, जहां समुद्र, पहाड़ या मैदान स्थित हैं, वहां गर्मी के वितरण के पूरी तरह से अलग संकेतक हैं।

खैर, कौन अपने घर को मुफ्त में गर्म नहीं करना चाहता, खासकर संकट के दौरान, जब हर पैसा मायने रखता है।

हम पहले ही इस विषय पर बात कर चुके हैं कि कैसे, विवादास्पद की बारी थी पृथ्वी की ऊर्जा (भूतापीय तापन) के साथ एक घर को गर्म करने के लिए प्रौद्योगिकियां।

लगभग की गहराई पर 15 मीटर, पृथ्वी का तापमान लगभग 10 डिग्री सेल्सियस है। हर 33 मीटर पर तापमान एक डिग्री बढ़ जाता है। नतीजतन, लगभग 100 एम 2 के घर को मुफ्त में गर्म करने के लिए, लगभग 600 मीटर के कुएं को ड्रिल करने और अपने पूरे जीवन में 22 डिग्री गर्मी प्राप्त करने के लिए पर्याप्त है!

सैद्धांतिक रूप से, पृथ्वी की ऊर्जा से मुक्त तापन की प्रणाली काफी सरल है। कुएं में डाला गया ठंडा पानी, जो 22 डिग्री तक गर्म होता है और, भौतिकी के नियमों के अनुसार, एक पंप (400-600 वाट) की थोड़ी मदद से, घर में अछूता पाइप के माध्यम से उगता है।

निजी घर को गर्म करने के लिए भूमि ऊर्जा का उपयोग करने के नुकसान:

- आइए इस तरह के हीटिंग सिस्टम को बनाने की वित्तीय लागतों पर करीब से नज़र डालें। 1 मीटर ड्रिलिंग की औसत लागत लगभग 3,000 रूबल है। 600 मीटर की कुल गहराई पर 1,800,000 रूबल का खर्च आएगा। और वह सिर्फ ड्रिलिंग है! शीतलक को पंप करने और उठाने के लिए उपकरणों की स्थापना के बिना।

- वी विभिन्न क्षेत्ररूस की मिट्टी की अपनी विशेषताएं हैं। कुछ जगहों पर 50 मीटर का कुआं खोदना आसान काम नहीं है। प्रबलित आवरण पाइप, शाफ्ट सुदृढीकरण, आदि की आवश्यकता होती है।

- खदान के शाफ्ट का इतनी गहराई तक इन्सुलेशन लगभग असंभव है। यह इस प्रकार है कि पानी 22 डिग्री के तापमान के साथ नहीं बढ़ेगा।

- 600 मीटर के कुएं को ड्रिल करने के लिए परमिट की आवश्यकता होती है;

- मान लें कि 22 डिग्री तक गर्म किया गया पानी घर में प्रवेश करता है। सवाल यह है कि वाहक से पृथ्वी की सारी ऊर्जा को पूरी तरह से "निकालें" कैसे? अधिकतम, जब एक गर्म घर में पाइप से गुजरते हैं, तो 15 डिग्री तक गिर जाते हैं। इस प्रकार, एक शक्तिशाली पंप की आवश्यकता है, जो कम से कम कुछ प्रभाव प्राप्त करने के लिए 600 मीटर की गहराई से दस गुना अधिक पानी चलाएगा। यहां हम ऊर्जा की खपत को बचत के साथ अतुलनीय रखते हैं।

लगभग 15 मीटर की गहराई पर पृथ्वी का तापमान लगभग 10 डिग्री सेल्सियस होता है

एक तार्किक निष्कर्ष इस प्रकार है कि पृथ्वी की ऊर्जा से एक घर को गर्म करना मुफ्त से दूर है, केवल एक व्यक्ति जो गरीबों से दूर है, जिसे विशेष रूप से हीटिंग पर बचत की आवश्यकता नहीं है, वह वहन कर सकता है। बेशक, कोई कह सकता है कि ऐसी तकनीक सैकड़ों वर्षों तक बच्चों और पोते-पोतियों दोनों की सेवा करेगी, लेकिन यह सब कल्पना है।

एक आदर्शवादी कहेगा कि वह सदियों से घर बनाता है, और एक यथार्थवादी हमेशा निवेश घटक पर भरोसा करेगा - मैं इसे अपने लिए बनाता हूं, लेकिन मैं इसे किसी भी समय बेच दूंगा। यह सच नहीं है कि बच्चे इस घर से जुड़े रहेंगे और इसे बेचना नहीं चाहेंगे।

घरेलू तापन के लिए पृथ्वी ऊर्जा निम्नलिखित क्षेत्रों में प्रभावी है:

काकेशस में, लगभग 90 डिग्री की गहराई के तापमान को ध्यान में रखते हुए, 45 डिग्री के तापमान के साथ, खनिज पानी के साथ काम करने वाले कुओं के संचालन के उदाहरण हैं।

कामचटका में, लगभग 100 डिग्री के आउटलेट तापमान वाले भू-तापीय स्रोतों का उपयोग सबसे अधिक है सर्वोत्तम विकल्पघर को गर्म करने के लिए पृथ्वी की ऊर्जा का उपयोग करना।

प्रौद्योगिकी उन्मत्त गति से विकसित हो रही है। शास्त्रीय हीटिंग सिस्टम की दक्षता हमारी आंखों के सामने बढ़ रही है। निस्संदेह, पृथ्वी की ऊर्जा से घर को गर्म करना कम खर्चीला हो जाएगा।

वीडियो: भूतापीय तापन। पृथ्वी ऊर्जा।

पूंजी ग्रीनहाउस के निर्माण में सबसे अच्छे, तर्कसंगत तरीकों में से एक भूमिगत थर्मस ग्रीनहाउस है।
ग्रीनहाउस के निर्माण में गहराई पर पृथ्वी के तापमान की स्थिरता के इस तथ्य का उपयोग ठंड के मौसम में हीटिंग लागत में जबरदस्त बचत देता है, देखभाल की सुविधा देता है, माइक्रॉक्लाइमेट को और अधिक स्थिर बनाता है।.
ऐसा ग्रीनहाउस सबसे गंभीर ठंढों में काम करता है, जिससे आप सब्जियां पैदा कर सकते हैं, फूल उगा सकते हैं साल भर.
एक अच्छी तरह से सुसज्जित दफन ग्रीनहाउस अन्य चीजों के अलावा, गर्मी से प्यार करने वाली दक्षिणी फसलों को उगाना संभव बनाता है। व्यावहारिक रूप से कोई प्रतिबंध नहीं हैं। खट्टे फल और यहां तक ​​कि अनानास भी ग्रीनहाउस में बहुत अच्छा महसूस कर सकते हैं।
लेकिन व्यवहार में सब कुछ ठीक से काम करने के लिए, समय-परीक्षणित तकनीकों का पालन करना अनिवार्य है जिसके द्वारा भूमिगत ग्रीनहाउस बनाए गए थे। आखिरकार, यह विचार नया नहीं है, यहां तक ​​\u200b\u200bकि रूस में tsar के तहत, दफन ग्रीनहाउस में अनानास की फसलें पैदा हुईं, जो कि उद्यमी व्यापारियों ने यूरोप को बिक्री के लिए निर्यात किया।
किसी कारण से, इस तरह के ग्रीनहाउस के निर्माण को हमारे देश में व्यापक वितरण नहीं मिला है, बड़े पैमाने पर, इसे बस भुला दिया जाता है, हालांकि डिजाइन सिर्फ हमारी जलवायु के लिए आदर्श है।
शायद, एक गहरा गड्ढा खोदने और नींव डालने की ज़रूरत ने यहाँ एक भूमिका निभाई। दफन ग्रीनहाउस का निर्माण काफी महंगा है, यह पॉलीइथाइलीन से ढके ग्रीनहाउस से बहुत दूर है, लेकिन ग्रीनहाउस पर वापसी बहुत अधिक है।
जमीन में गहराई से, समग्र आंतरिक रोशनी खो नहीं जाती है, यह अजीब लग सकता है, लेकिन कुछ मामलों में प्रकाश संतृप्ति क्लासिक ग्रीनहाउस की तुलना में भी अधिक है।
संरचना की ताकत और विश्वसनीयता का उल्लेख नहीं करना असंभव है, यह सामान्य से अतुलनीय रूप से मजबूत है, हवा के तूफान को सहन करना आसान है, यह अच्छी तरह से ओलों का प्रतिरोध करता है, और बर्फ की रुकावटें बाधा नहीं बनेंगी।

1. पिटा

ग्रीनहाउस का निर्माण नींव के गड्ढे की खुदाई से शुरू होता है। आंतरिक आयतन को गर्म करने के लिए पृथ्वी की गर्मी का उपयोग करने के लिए, ग्रीनहाउस को पर्याप्त रूप से गहरा किया जाना चाहिए। पृथ्वी जितनी गहरी होती जाती है गर्म होती जाती है।
सतह से 2-2.5 मीटर की दूरी पर वर्ष के दौरान तापमान लगभग नहीं बदलता है। 1 मीटर की गहराई पर, मिट्टी के तापमान में अधिक उतार-चढ़ाव होता है, लेकिन सर्दियों में इसका मूल्य सकारात्मक रहता है, आमतौर पर मध्य क्षेत्र में मौसम के आधार पर तापमान 4-10 C होता है।
एक दफन ग्रीनहाउस एक मौसम में बनाया जाता है। यानी सर्दियों में यह पहले से ही कार्य करने और आय उत्पन्न करने में सक्षम होगा। निर्माण सस्ता नहीं है, लेकिन सरलता, समझौता सामग्री का उपयोग करके, नींव के गड्ढे से शुरू होने वाले ग्रीनहाउस के लिए एक प्रकार का अर्थव्यवस्था विकल्प बनाकर सचमुच परिमाण के क्रम को बचाना संभव है।
उदाहरण के लिए, निर्माण उपकरण की भागीदारी के बिना करें। हालांकि काम का सबसे अधिक समय लेने वाला हिस्सा - एक गड्ढा खोदना - निश्चित रूप से, एक खुदाई करने वाले को देना बेहतर है। इतनी मात्रा में भूमि को मैन्युअल रूप से हटाना कठिन और समय लेने वाला है।
उत्खनन गड्ढे की गहराई कम से कम दो मीटर होनी चाहिए। इतनी गहराई पर, पृथ्वी अपनी गर्मी साझा करना शुरू कर देगी और एक तरह के थर्मस की तरह काम करेगी। यदि गहराई कम है, तो सिद्धांत रूप में विचार काम करेगा, लेकिन कम कुशलता से। इसलिए, यह अनुशंसा की जाती है कि आप भविष्य के ग्रीनहाउस को गहरा करने के लिए कोई प्रयास और पैसा न छोड़ें।
भूमिगत ग्रीनहाउस किसी भी लंबाई के हो सकते हैं, लेकिन चौड़ाई को 5 मीटर के भीतर रखना बेहतर है, अगर चौड़ाई बड़ी है, तो हीटिंग और प्रकाश प्रतिबिंब की गुणवत्ता विशेषताओं में गिरावट आती है।
क्षितिज के किनारों पर, पूर्व से पश्चिम तक, सामान्य ग्रीनहाउस और ग्रीनहाउस की तरह, भूमिगत ग्रीनहाउस को उन्मुख करने की आवश्यकता है, ताकि एक पक्ष दक्षिण की ओर हो। इस स्थिति में, पौधों को सौर ऊर्जा की अधिकतम मात्रा प्राप्त होगी।

2. दीवारें और छत

गड्ढे की परिधि के चारों ओर एक नींव डाली जाती है या ब्लॉक बिछाए जाते हैं। नींव संरचना की दीवारों और फ्रेम के आधार के रूप में कार्य करती है। अच्छी थर्मल इन्सुलेशन विशेषताओं वाली सामग्री से दीवारें सबसे अच्छी तरह से बनाई जाती हैं, थर्मोब्लॉक एक उत्कृष्ट विकल्प हैं।

छत का फ्रेम अक्सर लकड़ी से बना होता है, एंटीसेप्टिक एजेंटों के साथ लगाए गए सलाखों से। छत की संरचना आमतौर पर सीधे गैबल होती है। संरचना के केंद्र में एक रिज बीम तय किया गया है, इसके लिए, ग्रीनहाउस की पूरी लंबाई के साथ फर्श पर केंद्रीय समर्थन स्थापित किए जाते हैं।

रिज बीम और दीवारें राफ्टर्स की एक पंक्ति से जुड़ी हुई हैं। फ्रेम को उच्च समर्थन के बिना बनाया जा सकता है। उन्हें छोटे लोगों के साथ बदल दिया जाता है, जिन्हें ग्रीनहाउस के विपरीत किनारों को जोड़ने वाले अनुप्रस्थ बीम पर रखा जाता है - यह डिज़ाइन बनाता है गुप्त जगहमुक्त।

सेलुलर पॉली कार्बोनेट को छत के आवरण के रूप में लेना बेहतर है - लोकप्रिय आधुनिक सामग्री. निर्माण के दौरान राफ्टर्स के बीच की दूरी को पॉली कार्बोनेट शीट की चौड़ाई में समायोजित किया जाता है। सामग्री के साथ काम करना सुविधाजनक है। कोटिंग कम संख्या में जोड़ों के साथ प्राप्त की जाती है, क्योंकि चादरें 12 मीटर की लंबाई में निर्मित होती हैं।

वे स्व-टैपिंग शिकंजा के साथ फ्रेम से जुड़े होते हैं, उन्हें वॉशर के रूप में टोपी के साथ चुनना बेहतर होता है। शीट को टूटने से बचाने के लिए, प्रत्येक स्व-टैपिंग स्क्रू के नीचे एक ड्रिल के साथ उपयुक्त व्यास का एक छेद ड्रिल किया जाना चाहिए। एक पेचकश, या फिलिप्स बिट के साथ एक पारंपरिक ड्रिल के साथ, ग्लेज़िंग का काम बहुत तेज़ी से आगे बढ़ता है। अंतराल से बचने के लिए, नरम रबर या अन्य उपयुक्त सामग्री से बने सीलेंट के साथ शीर्ष पर राफ्टर्स को पहले से रखना अच्छा होता है और उसके बाद ही चादरें पेंच होती हैं। रिज के साथ छत की चोटी को नरम इन्सुलेशन के साथ रखा जाना चाहिए और किसी प्रकार के कोने से दबाया जाना चाहिए: प्लास्टिक, टिन, या कोई अन्य उपयुक्त सामग्री।

अच्छे थर्मल इन्सुलेशन के लिए, छत को कभी-कभी पॉली कार्बोनेट की दोहरी परत के साथ बनाया जाता है। हालांकि पारदर्शिता लगभग 10% कम हो गई है, लेकिन यह उत्कृष्ट थर्मल इन्सुलेशन प्रदर्शन द्वारा कवर किया गया है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऐसी छत पर बर्फ नहीं पिघलती है। इसलिए, ढलान पर्याप्त कोण पर होना चाहिए, कम से कम 30 डिग्री, ताकि छत पर बर्फ जमा न हो। इसके अतिरिक्त, झटकों के लिए एक इलेक्ट्रिक वाइब्रेटर स्थापित किया गया है, यदि बर्फ अभी भी जमा होती है तो यह छत को बचाएगा।

डबल ग्लेज़िंग दो तरह से की जाती है:

दो चादरों के बीच एक विशेष प्रोफ़ाइल डाली जाती है, चादरें ऊपर से फ्रेम से जुड़ी होती हैं;

सबसे पहले, ग्लेज़िंग की निचली परत फ्रेम से अंदर से, राफ्टर्स के नीचे से जुड़ी होती है। छत हमेशा की तरह ऊपर से दूसरी परत से ढकी हुई है।

काम पूरा करने के बाद, सभी जोड़ों को टेप से गोंद करना वांछनीय है। तैयार छत बहुत प्रभावशाली दिखती है: बिना अनावश्यक जोड़ों के, चिकनी, प्रमुख भागों के बिना।

3. वार्मिंग और हीटिंग

दीवार इन्सुलेशन निम्नानुसार किया जाता है। सबसे पहले आपको एक समाधान के साथ दीवार के सभी जोड़ों और सीमों को सावधानीपूर्वक कोट करने की आवश्यकता है, यहां आप आवेदन भी कर सकते हैं बढ़ते फोम. अंदर की तरफदीवारों को थर्मल इन्सुलेशन फिल्म के साथ कवर किया गया है।

देश के ठंडे भागों में, दीवार को दोहरी परत से ढकने वाली पन्नी की मोटी फिल्म का उपयोग करना अच्छा होता है।

ग्रीनहाउस की मिट्टी में गहरा तापमान शून्य से ऊपर होता है, लेकिन पौधे की वृद्धि के लिए आवश्यक हवा के तापमान से अधिक ठंडा होता है। शीर्ष परत सूर्य की किरणों और ग्रीनहाउस की हवा से गर्म होती है, लेकिन फिर भी मिट्टी गर्मी को दूर ले जाती है, इसलिए अक्सर भूमिगत ग्रीनहाउस में वे "गर्म फर्श" की तकनीक का उपयोग करते हैं: हीटिंग तत्व - एक विद्युत केबल - द्वारा संरक्षित किया जाता है एक धातु ग्रिल या कंक्रीट के साथ डाला।

दूसरे मामले में, बेड के लिए मिट्टी कंक्रीट के ऊपर डाली जाती है या साग को गमलों और फूलों के गमलों में उगाया जाता है।

पर्याप्त शक्ति होने पर पूरे ग्रीनहाउस को गर्म करने के लिए अंडरफ्लोर हीटिंग का उपयोग पर्याप्त हो सकता है। लेकिन पौधों के लिए संयुक्त हीटिंग का उपयोग करना अधिक कुशल और अधिक आरामदायक है: अंडरफ्लोर हीटिंग + एयर हीटिंग। अच्छी वृद्धि के लिए, उन्हें लगभग 25 C के पृथ्वी के तापमान पर 25-35 डिग्री के वायु तापमान की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष

बेशक, एक दफन ग्रीनहाउस के निर्माण में अधिक लागत आएगी, और पारंपरिक डिजाइन के समान ग्रीनहाउस के निर्माण की तुलना में अधिक प्रयास की आवश्यकता होगी। लेकिन ग्रीनहाउस-थर्मस में निवेश किए गए फंड समय के साथ उचित हैं।

सबसे पहले, यह गर्म करने पर ऊर्जा बचाता है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि इसे कैसे गर्म किया जाता है सर्दियों का समयएक साधारण ग्राउंड ग्रीनहाउस, यह एक भूमिगत ग्रीनहाउस में समान हीटिंग विधि की तुलना में हमेशा अधिक महंगा और अधिक कठिन होगा। दूसरे, प्रकाश व्यवस्था पर बचत। दीवारों का फॉयल थर्मल इंसुलेशन, प्रकाश को परावर्तित करता है, रोशनी को दोगुना करता है। सर्दियों में गहराई से ग्रीनहाउस में माइक्रॉक्लाइमेट पौधों के लिए अधिक अनुकूल होगा, जो निश्चित रूप से उपज को प्रभावित करेगा। अंकुर आसानी से जड़ लेंगे, उन्हें बहुत अच्छा लगेगा कोमल पौधे. ऐसा ग्रीनहाउस एक स्थिर की गारंटी देता है, उच्च उपजसाल भर कोई भी पौधा।

गहराई और समय के साथ मिट्टी का तापमान लगातार बदलता रहता है। यह कई कारकों पर निर्भर करता है, जिनमें से कई को ध्यान में रखना मुश्किल है। उत्तरार्द्ध, उदाहरण के लिए, शामिल हैं: वनस्पति की प्रकृति, कार्डिनल बिंदुओं के लिए ढलान का जोखिम, छायांकन, बर्फ का आवरण, स्वयं मिट्टी की प्रकृति, सुप्रा-पर्माफ्रॉस्ट जल की उपस्थिति, आदि स्थिर, और निर्णायक यहाँ प्रभाव हवा के तापमान के साथ रहता है।

विभिन्न गहराई पर मिट्टी का तापमानऔर वर्ष के विभिन्न अवधियों में थर्मल कुओं में प्रत्यक्ष माप द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, जो सर्वेक्षण की प्रक्रिया में रखे जाते हैं। लेकिन इस पद्धति के लिए दीर्घकालिक टिप्पणियों और महत्वपूर्ण खर्चों की आवश्यकता होती है, जो हमेशा उचित नहीं होता है। बड़े क्षेत्रों और लंबाई में फैले एक या दो कुओं से प्राप्त डेटा वास्तविकता को काफी विकृत कर देता है ताकि कई मामलों में जमीन के तापमान पर परिकलित डेटा अधिक विश्वसनीय हो।

पर्माफ्रॉस्ट मिट्टी का तापमानकिसी भी गहराई पर (सतह से 10 मीटर तक) और वर्ष की किसी भी अवधि के लिए सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है:

टीआर = एमटी°, (3.7)

जहां z वीजीएम से मापी गई गहराई है, मी;

tr गहराई z, deg पर मिट्टी का तापमान है।

r - एक वर्ष के बराबर समय (8760 घंटे);

वह समय है जिसे आगे (1 जनवरी से) तक गिना जाता है, मिट्टी के पतझड़ की शुरुआत के क्षण से लेकर उस क्षण तक, जिसके लिए तापमान मापा जाता है, घंटों में;

क्स्प x घातांक है (घातांक फ़ंक्शन क्स्प तालिकाओं से लिया गया है);

एम - वर्ष की अवधि के आधार पर गुणांक (अक्टूबर - मई की अवधि के लिए एम = 1.5-0.05z, और जून-सितंबर की अवधि के लिए एम = 1)

सबसे अधिक कम तापमानदी गई गहराई पर होगा जब सूत्र (3.7) में कोसाइन -1 के बराबर हो जाता है, अर्थात, दी गई गहराई पर वर्ष के लिए न्यूनतम मिट्टी का तापमान होगा

टीआर मिनट = (1.5-0.05z) टी°, (3.8)

गहराई z पर अधिकतम मिट्टी का तापमान तब होगा जब कोसाइन एक के बराबर मान लेता है, अर्थात।

tr अधिकतम = t°, (3.9)

तीनों सूत्रों में, मिट्टी के तापमान t ° के लिए सूत्र (3.10) का उपयोग करके वॉल्यूमेट्रिक ताप क्षमता C m के मान की गणना की जानी चाहिए।

С 1 मीटर = 1/डब्ल्यू, (3.10)

मौसमी विगलन की परत में मिट्टी का तापमानगणना द्वारा भी निर्धारित किया जा सकता है, इस बात को ध्यान में रखते हुए कि इस परत में तापमान परिवर्तन काफी सटीक रूप से अनुमानित है रैखिक निर्भरतानिम्नलिखित तापमान प्रवणताओं के साथ (तालिका 3.1)।

एक सूत्र (3.8) - (3.9) के अनुसार गणना करने के बाद, वीजीएम के स्तर पर मिट्टी का तापमान, अर्थात। Z=0 को सूत्रों में रखते हुए, फिर तालिका 3.1 का उपयोग करके हम मौसमी विगलन परत में दी गई गहराई पर मिट्टी का तापमान निर्धारित करते हैं। अधिकांश में ऊपरी परतेंमिट्टी, सतह से लगभग 1 मीटर तक, तापमान में उतार-चढ़ाव की प्रकृति बहुत जटिल है।

तालिका 3.1

जमीनी सतह से 1 मीटर नीचे की गहराई पर मौसमी पिघलना परत में तापमान प्रवणता

ध्यान दें।ढाल का चिन्ह सतह की ओर दिखाया गया है।

सतह से मीटर परत में परिकलित मिट्टी का तापमान प्राप्त करने के लिए, आप निम्नानुसार आगे बढ़ सकते हैं। 1 मीटर की गहराई पर तापमान और मिट्टी की दिन की सतह के तापमान की गणना करें, और फिर, इन दो मूल्यों से प्रक्षेप द्वारा, एक निश्चित गहराई पर तापमान निर्धारित करें।

ठंड के मौसम में मिट्टी की सतह tp पर तापमान हवा के तापमान के बराबर लिया जा सकता है। वी गर्मी की अवधि:

टी पी \u003d 2 + 1.15 टी इन, (3.11)

जहां t p सतह का तापमान डिग्री है।

t in - हवा का तापमान डिग्री में।

गैर-संगम पर्माफ्रॉस्ट के साथ मिट्टी का तापमान विलय करते समय की तुलना में अलग गणना की जाती है। व्यवहार में, हम मान सकते हैं कि WGM स्तर पर तापमान पूरे वर्ष 0°C रहेगा। दी गई गहराई पर पर्माफ्रॉस्ट मिट्टी का परिकलित तापमान इंटरपोलेशन द्वारा निर्धारित किया जा सकता है, यह मानते हुए कि यह वीजीएम की गहराई पर 10 मीटर से 0 डिग्री सेल्सियस की गहराई पर टी डिग्री से एक रैखिक कानून के अनुसार गहराई में भिन्न होता है। पिघली हुई परत में तापमान एच टी 0.5 से 1.5 डिग्री सेल्सियस तक लिया जा सकता है।

मौसमी ठंड परत एचपी में, मिट्टी के तापमान की गणना उसी तरह की जा सकती है जैसे कि विलय पर्माफ्रॉस्ट ज़ोन की मौसमी विगलन परत के लिए, यानी। परत में h p - 1 m तापमान प्रवणता के साथ (तालिका 3.1), गहराई h p पर तापमान को ठंड के मौसम में 0 ° C और गर्मियों में 1 ° C के बराबर मानते हुए। मिट्टी की ऊपरी मीटर परत में तापमान 1 मीटर की गहराई पर तापमान और सतह पर तापमान के बीच प्रक्षेप द्वारा निर्धारित किया जाता है।

ऊर्ध्वाधर संग्राहकों में, भूतापीय पृथ्वी जांच का उपयोग करके पृथ्वी से ऊर्जा ली जाती है। इस बंद प्रणाली 145-150 मिमी के व्यास और 50 से 150 मीटर की गहराई वाले कुओं के साथ, जिसके माध्यम से पाइप बिछाए जाते हैं। पाइपलाइन के अंत में एक रिटर्न यू एल्बो स्थापित किया गया है। आमतौर पर इंस्टॉलेशन 2x d40 पाइप (स्वीडिश सिस्टम) के साथ सिंगल लूप प्रोब या 4x d32 पाइप के साथ डबल लूप प्रोब के साथ किया जाता है। डबल-लूप जांच को 10-15% अधिक गर्मी निष्कर्षण प्राप्त करना चाहिए। 150 मीटर से अधिक गहरे कुओं के लिए 4xd40 पाइप का उपयोग किया जाना चाहिए (दबाव के नुकसान को कम करने के लिए)।

वर्तमान में पृथ्वी से ऊष्मा निकालने के लिए अधिकांश कुओं की गहराई 150 मीटर है। अधिक गहराई पर, अधिक गर्मी प्राप्त की जा सकती है, लेकिन ऐसे कुओं की लागत बहुत अधिक होगी। इसलिए, भविष्य में अपेक्षित बचत की तुलना में एक ऊर्ध्वाधर कलेक्टर को स्थापित करने की लागत की अग्रिम गणना करना महत्वपूर्ण है। एक सक्रिय-निष्क्रिय शीतलन प्रणाली स्थापित करने के मामले में, गहरे कुएं किसके कारण नहीं बनते हैं उच्चतम तापमानमिट्टी में और समाधान से गर्मी हस्तांतरण के समय कम क्षमता पर वातावरण. एक एंटी-फ्रीज मिश्रण (अल्कोहल, ग्लिसरीन, ग्लाइकोल) सिस्टम में घूमता है, पानी से वांछित एंटी-फ्रीज स्थिरता तक पतला होता है। एक हीट पंप में, यह जमीन से ली गई गर्मी को रेफ्रिजरेंट में स्थानांतरित करता है। 20 मीटर की गहराई पर पृथ्वी का तापमान लगभग 10 डिग्री सेल्सियस है, और हर 30 मीटर में 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ जाता है। यह जलवायु परिस्थितियों से प्रभावित नहीं है, और इसलिए आप सर्दियों और गर्मियों दोनों में उच्च गुणवत्ता वाली ऊर्जा निकासी पर भरोसा कर सकते हैं। यह जोड़ा जाना चाहिए कि मौसम की शुरुआत (सितंबर-अक्टूबर) में मौसम के अंत (मार्च-अप्रैल) के तापमान से जमीन में तापमान थोड़ा अलग होता है। इसलिए, ऊर्ध्वाधर कलेक्टरों की गहराई की गणना करते समय, लंबाई को ध्यान में रखना आवश्यक है गर्म करने का मौसमस्थापना स्थल पर।

भूतापीय ऊर्ध्वाधर जांच के साथ गर्मी निकालते समय, संग्राहकों की सही गणना और डिजाइन बहुत महत्वपूर्ण होते हैं। सक्षम गणना करने के लिए, यह जानना आवश्यक है कि क्या स्थापना स्थल पर वांछित गहराई तक ड्रिल करना संभव है।

10kW की शक्ति वाले ताप पंप के लिए लगभग 120-180 मीटर कुओं की आवश्यकता होती है। कुओं को कम से कम 8 मीटर की दूरी पर रखा जाना चाहिए। कुओं की संख्या और गहराई भूगर्भीय स्थितियों, भूजल की उपस्थिति, मिट्टी की गर्मी बनाए रखने की क्षमता और ड्रिलिंग तकनीक पर निर्भर करती है। कई कुओं की ड्रिलिंग करते समय, कुओं की कुल वांछित लंबाई को कुओं की संख्या से विभाजित किया जाता है।

एक क्षैतिज संग्राहक पर एक ऊर्ध्वाधर संग्राहक का लाभ उपयोग करने के लिए भूमि का एक छोटा क्षेत्र, एक अधिक स्थिर ताप स्रोत और मौसम की स्थिति से गर्मी स्रोत की स्वतंत्रता है। ऊर्ध्वाधर संग्राहकों का नुकसान इसकी उच्च लागत है उत्खननऔर कलेक्टर के पास पृथ्वी का धीरे-धीरे ठंडा होना (सक्षम गणनाओं की आवश्यकता है आवश्यक शक्तिडिजाइन करते समय)।

आवश्यक अच्छी गहराई की गणना

के लिए आवश्यक जानकारी प्रारंभिक गणनागहराई और कुओं की संख्या:

हीट पंप पावर

चयनित प्रकार का हीटिंग - "गर्म फर्श", रेडिएटर, संयुक्त

प्रति वर्ष ताप पंप के संचालन के घंटों की अनुमानित संख्या, ऊर्जा की मांग को कवर करती है

स्थापना का स्थान

भूतापीय कुएं का उपयोग - हीटिंग, डीएचडब्ल्यू हीटिंग, मौसमी पूल हीटिंग, साल भर पूल हीटिंग

सुविधा में निष्क्रिय (सक्रिय) शीतलन समारोह का उपयोग करना

हीटिंग के लिए कुल वार्षिक ताप खपत (MWh)