Наукове обґрунтування методів удосконалення систем геотермального теплопостачання

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДОНБАСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ МЕТОДІВ УДОСКОНАЛЕННЯ

СИСТЕМ ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

05.23.03 - вентиляція, освітлення та теплогазопостачання

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

РЕДЬКО Андрій Олександрович

УДК 620.9

Макіївка - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Донбаській національній академії будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України на кафедрі теплотехніки, теплогазопостачання та вентиляції.

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор

Горожанкін Сергій Андрійович,

Донбаська національна академія будівництва і архітектури, завідувач кафедри автомобілів та автомобільного господарства.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Малкін Едуард Семенович, Київський національний університет будівництва і архітектури,

завідувач кафедри теплотехніки;

доктор технічних наук, професор

Кошельник Вадим Михайлович,

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, завідувач кафедри теплотехніки та енергоефективних технологій;

доктор технічних наук, професор

Висоцький Сергій Павлович,

Автомобільно - дорожній інститут

Донецького національного технічного університету, м. Горлівка,

завідувач кафедри екології та безпеки життєдіяльності.

Захист відбудеться 27 січня 2011 року о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 12.085.02 Донбаської національної академії будівництва і архітектури за адресою: вул. Державіна, 2, навчальний корпус №1, зала засідань, м. Макіївка, Донецька область, Україна, 86123.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донбаської національної академії будівництва і архітектури (вул. Державіна, 2, м. Макіївка, Донецька область, Україна, 86123).

Автореферат розісланий: 24 грудня 2010 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради З.В. Удовиченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Потенційні запаси геотермальної енергії в Україні можуть забезпечити екологічно чистим теплопостачанням більш ніж 50 тис. МВт теплової потужності, скоротити витрати органічного палива на 25-30%, що складає в річному еквіваленті 1,5-2,0 млн. тонн умовного палива.

Згідно із “Державною цільовою економічною програмою енергоефективності на 2010-2015 рр.” визначено зниження енергоємності ВВП на 20% порівняно із 2008 роком, переформатування структури енергетичного балансу України (зменшення в ньому частки природного газу на 14-15 млрд. м3 щорічно із заміщенням його іншими видами енергоресурсів).

Обладнання іноземних фірм не забезпечує ефективного перетворення геотермальної енергії в умовах України, тому що воно орієнтоване на високотемпературні теплоносії (t>150 0C) і на окремі напрямки використання - вироблення електроенергії, теплоти, сільськогосподарське використання та інше. При цьому, на більшості діючих закордонних геотермальних енергетичних станціях застосовують фонтанну технологію експлуатації, коли геотермальна рідина виходить на поверхню самовиливом за рахунок пружної енергії пластів.

Науково-технічні рішення по перетворенню геотермальної енергії в Україні були одержані в шістдесяті роки минулого століття на базі недостатньо ефективних положень, нормативних рекомендацій, особливо, по використанню комбінованих систем теплопостачання, розрахункових методах, які не дозволяли детально моделювати і розраховувати теплотехнічні та економічні параметри систем геотермального теплопостачання.

Існуючі в теперішній час в Україні дослідні системи геотермальних циркуляційних систем (ГЦС) є недосконалими. Вони характеризуються невисоким дебітом свердловин (10-20 кг/с), при яких не забезпечується окупність системи теплопостачання. Необхідні системи з більш високим дебітом свердловин, більш ефективними методами перетворення геотермальної енергії та обладнанням.

На сьогодні виникла проблема удосконалення систем використання геотермальної енергії в теплопостачанні за допомогою більш провідних методів аналізу та розрахунку, нових більш ефективних рішень щодо підвищення термодинамічної ефективності систем перетворення геотермальної енергії.

Перетворення геотермальної енергії з температурою теплоносія 65-110 0С потребує вирішення широкого комплексу теплофізичних, гідрогеологічних та технологічних питань. Зниження собівартості створення і облаштування геотермальних циркуляційних систем, експлуатаційних витрат на видобуток геотермальної енергії дає змогу підвищити рентабельність інвестиційних проектів систем геотермального теплопостачання.

Перспективним напрямком є створення гібридних паливно-геотермальних енергетичних установок, що забезпечуватимуть високі значення коефіцієнту утилізації геотермальної енергії. Однак цей напрямок розвинуто недостатньо.

Таким чином, потребує вирішення важлива наукова проблема, яка полягає в подальшому розвитку теорії процесів перетворення геотермальної енергії, підвищенні термодинамічної і техніко-економічної ефективності систем перетворення геотермальної енергії, що забезпечує її практичне більш широке використання в теплопостачанні. Дисертаційна робота присвячена вирішенню цієї актуальної проблеми.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота та дослідження за її тематикою виконані у відповідності до “Комплексної державної програми енергозбереження в Україні”, що затверджена постановою Кабінету Міністрів України №148 від 05.02.1997 р., “Енергетичної стратегії України на період до 2030 року” (постанова Кабінету Міністрів України №145 від 15.03.2006 року), планів Міністерства освіти і науки України: “Удосконалення теплообмінного обладнання систем геотермального теплопостачання (0109U000272, 2009-2010 рр.)”; “Розробка теоретичних та технологічних засад щодо забезпечення впровадження новітніх технологій системи функціонування ЖКГ” (0109U003038, 2009-2010 рр.), програм ДонНАБА “Екологічні результати широкого впровадження джерел теплоти для локального та індивідуального теплопостачання” (Д-2-05-09) (2008-2010 рр.).

Мета роботи і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення теплотехнічної ефективності систем геотермального теплопостачання шляхом синтезу джерел при створенні нових теплових схем гібридних паливно-геотермальних станцій, термодинамічних і математичних моделей робочих процесів в енергетичних установках та обладнанні, методів розрахунку, аналізу і оптимізації систем, експериментального обґрунтування їх режимів і параметрів, що встановлені на основі закономірностей процесів перетворення геотермальної енергії.

У відповідності до зазначеної мети в роботі були сформульовані наступні задачі досліджень:

- удосконалити метод термоекономічного аналізу стосовно ГЦС теплопостачання;

- дослідити термоекономічні параметри різноманітних конструкцій ГЦС, які дозволять підвищити їх дебіт і зменшити теплові втрати по глибині свердловини;

- розробити і удосконалити технологію геотермальних циркуляційних систем із використанням ефективних пристроїв, що знижують експлуатаційні витрати на циркуляцію геотермальної рідини; обґрунтувати ерліфтний режим експлуатації циркуляційної системи;

- підвищити ефективність теплообмінного обладнання теплорозподільчих пунктів, експериментально дослідити і обґрунтувати їх теплотехнічні параметри;

- розробити, дослідити блочно-модульні геотермальні енергетичні станції із бінарним циклом і оптимізувати їх параметри;

- дослідити багатоступеневі теплонасосні установки (ТНУ), що забезпечують піковий догрів в системі опалення з режимом 90/70 0С;

- розробити теплову схему гібридної паливно-геотермальної енергетичної станції;

- проаналізувати і обґрунтувати раціональні режими відпуску теплоти гібридної та комбінованої систем геотермального теплопостачання.

Об'єкт дослідження - теплові і гідравлічні процеси перетворення геотермальної енергії в гібридних та комбінованих системах паливно-геотермального теплопостачання.

Предмет дослідження - закономірності та комплекс факторів, які впливають на ефективність процесів в гібридних та комбінованих паливно-геотермальних системах теплопостачання.

Методи дослідження - аналіз і наукове узагальнення даних з літературних джерел, при обґрунтуванні актуальності наукової проблеми і формулюванні задач дослідження; методи аналізу і синтезу теплових процесів в енергетичних установках і гідродинамічних явищ при обґрунтуванні фізичної моделі роботи геотермальної циркуляційної системи, режимів ерліфтної експлуатації; методи математичного моделювання, термодинаміки і економічних положень покладені в основу моделей термоекономічного аналізу, процесів в теплообмінному обладнанні, дозволили встановити розподіл тисків і потужностей водоповітряного потоку для оцінки раціональних областей експлуатації і оптимальних режимів геотермальної циркуляційної системи; методи системного аналізу і оптимізації покладені в основу вибору раціональних режимів експлуатації ГЦС теплопостачання; методи термодинамічного аналізу використані при оцінці теплової ефективності трансформації геотермальної енергії; експериментальні методи дослідження при підтвердженні адекватності фізичних і математичних моделей робочих процесів в енергетичному обладнанні і установках, а також розширенні області застосування емпіричних залежностей.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що:

- запропоновано удосконалені фізичні та математичні моделі ГЦС теплопостачання, методику термоекономічного аналізу, розрахунку і оптимізації технологічних і конструктивних параметрів геотермальних комбінованих циркуляційних систем теплопостачання;

- вперше розроблено технологію циркуляції геотермальної рідини і трансформації геотермальної енергії в ГЦС шляхом введення в експлуатаційну свердловину легкокиплячої рідини із подальшою сепарацією і стисканням в компресорі, що забезпечує підвищення температурного потенціалу перетворення геотермальної енергії. Розроблено фізичну та математичну моделі, чисельно і експериментально обґрунтовано підвищення витрат циркулюючої геотермальної рідини і істотне зниження втрат на циркуляцію при ергазліфтному режимі експлуатації системи, особливо в період зниження пластового тиску та дебіту свердловини, отримані розрахункові залежності;

- розроблено теплові схеми, удосконалено конструкції, фізичні та математичні моделі ГЦС, методики моделювання, розрахунку і оптимізації багатоступеневого теплообмінного і сепараційного обладнання з використанням киплячого шару і теплових труб, що забезпечує мінімальний температурний перепад між середовищами, що обмінюються теплом;

- вперше шляхом оптимізації розроблено теплові схеми, виконано чисельні розрахунки термодинамічних параметрів циклів двокаскадної теплонасосної установки типу “вода-вода” із температурою конденсації робочої речовини при 90-95 0С. Обґрунтовано використання робочих речовин;

- запропоновано каскадний цикл і отримано чисельні результати дослідження бінарної енергетичної станції із каскадним циклом, що забезпечує підвищення коефіцієнту утилізації геотермальної енергії в 2,0-2,3 рази порівняно із одноступеневими станціями;

- розвинуто новий напрямок синтезу джерел теплопостачання при створенні гібридних паливно-геотермальних енергетичних станцій. Показано високу ефективність зниження споживання органічного палива і більш високу ефективність використання геотермальної енергії за рахунок включення в теплову схему пікової теплонасосної установки. Розроблено рекомендації і створено блочно-модульні енергетичні міні(мікро)-установки з бінарним циклом потужністю 100-500 кВт;

- розроблено методику термодинамічного аналізу гібридних (комбінованих) систем геотермального теплопостачання із використанням ентропійного аналізу, отримано чисельні значення теплових втрат в елементах обладнання.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому що:

- на основі проведених досліджень і створених фізичних і математичних моделей автором запропоновано нову теоретичну концептуальну модель процесів перетворення геотермальної енергії, яка дозволяє більш обґрунтовано підійти до практичних питань вибору теплових схем гібридних систем теплопостачання, параметрів та режимів відпуску теплоти, теплових схем каскадних ТНУ та енергетичних установок;

- на основі проведених автором аналітичних та чисельних досліджень експлуатаційних режимів ГЦС теплопостачання визначені та обґрунтовані конструктивні та технологічні параметри системи при ерліфтному режимі експлуатації, розроблена теплова схема нової технології видобутку та перетворення геотермальної енергії;

- розроблено методичні основи для промислового освоєння інтенсивної екологічно чистої технології використання геотермальної енергії; теоретично та експериментально обґрунтовано наукові положення створення основного технологічного, допоміжного теплообмінного та сепараційного обладнання, розроблено рекомендації по режимах їхньої експлуатації;

- розроблено інженерну методику термодинамічного та термоекономічного аналізу гібридних систем геотермального теплопостачання.

Результати дисертаційної роботи впроваджені в розробках: ВАТ “Харківхолодмаш”, м. Харків, ЗАТ “Укрнафтозапчастина”, м. Суми, Державного концерну “Ядерне паливо”, м. Київ, ТОВ “Єврогаз Україна”, м. Київ при проектуванні систем геотермального теплопостачання, створенні двоступеневих ТНУ, реактивно-струминної турбіни бінарної енергетичної станції, систем теплопостачання об'єктів.

Матеріали дисертації включені в робочі програми навчальних дисциплін “Теплогенеруючі установки” та “Використання нетрадиційних та поновлюваних джерел енергії у теплопостачанні” зі спеціальності 7.092108 “Теплогазопостачання і вентиляція” ХДТУБіА, ДонНАБА.

Особистий внесок здобувача. На основі сформульованих мети та задачі досліджень викладені в дисертації наукові результати здобувачем отримані особисто, ним обґрунтовані положення, які обумовили наукову новизну і практичне значення роботи: термоекономічні моделі при ерліфтному режимі експлуатації ГЦС, термодинамічні моделі каскадних циклів теплонасосних установок та геотермальних енергетичних станцій; термодинамічні моделі гібридних паливно-геотермальних систем теплопостачання; виконано наукове обґрунтування задач оптимізації ГЦС; запропоновані конструктивні рішення щодо удосконалення теплообмінного і технологічного обладнання.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень й основні положення дисертаційної роботи доповідалися й обговорювались на міжнародних наукових конференціях, семінарах: IІ міжнародній науково-практичній конференції «Сучасні наукові дослідження - 2006», м. Дніпропетровськ, 2006 р.; Міжнародних конференціях UKR-POWER «Проблеми енергозбереження, безпеки, екології в промисловій і комунальній енергетиці», м. Київ, 2006, 2007, 2010 рр.; “Екологічна і технологічна безпека. Охорона водного і повітряного басейнів. Утилізація відходів”, м. Харків, 2008 р.; III Міжнародному науковому семінарі “Методи підвищення ресурсу міських інженерних інфраструктур”, м. Харків, 2008 р.; Міжнародній науково-технічній конференції «Впровадження інноваційних технологій і перспективи розвитку систем теплогазопостачання і вентиляції», м. Харків, 2008 р.; Міжнародній науково-практичній конференції “Інтегровані технології і енергозбереження - ІТЕ-2009”, м. Алушта, 2009 р.; III Міжнародній науковій конференції «Ресурс і безпека експлуатації будівель і споруд», м. Харків, 2009р.; III Міжнародній науково-технічній конференції “Energia-2009”, м. Алушта, 2009р.; V Міжнародній практичній конференції “Освіта і наука в 21 столітті - 2009”, Софія, Болгарія, 2009 р.; IV Міжнародній науковій конференції «Ресурс і безпека експлуатації будівель і споруд», м. Харків, 2010 р.; IV Міжнародній науково-технічній конференції “Energia-2010”, м. Алушта, 2010 р.; Міжнародній конференції “Відхід від газової залежності. Проблеми і перспективи”, м. Трускавець, 2010 р.; VI Міжнародній практичній конференції «Світовий науковий потенціал - 2010», Софія, Болгарія, 2010 р.; ІІ Всеросійській науково-практичній конференції «Системы обеспечения тепловых режимов преобразования энергии и системы транспортировки теплоты», м.Махачкала, Росія, 2010; World Geothermal Congress 2010 - Bali, Indonesia, 2010 р.; наукових конференціях і семінарах ДонНАБА (2008-2010 рр.); щорічних науково-технічних конференціях ХДТУБіА, м. Харків, (2006-2010 рр.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано монографію і 52 друковані наукові праці, у тому числі 38 статей у провідних фахових виданнях, що затверджені ВАК України (у тому числі 15 одноосібно), одержано 7 патентів України на винахід.

Структура і обсяг дисертації. Загальний обсяг дисертаційної роботи становить 466 сторінок тексту і складається із вступу, семи розділів, висновків, списку використаних джерел з 432 найменувань і 6 додатків. Містить 332 сторінки основного тексту, 121 рисунок та 53 таблиці.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведені обґрунтування актуальності напрямку досліджень, відображено зв'язок дисертаційної роботи з науковими програмами, планами, сформульовано мету і задачі досліджень, наведено основні наукові результати, показано їх практичне значення та галузі використання, наведено відомості про впровадження та апробацію результатів.

У першому розділі наведена загальна характеристика стану використання геотермальної енергії для теплопостачання та вироблення електроенергії. Наведено методи та існуючі технології, методики та математичні моделі розрахунку і оптимізації, розглянуто проблеми і перспективи розвитку. Приводяться матеріали та результати сучасних світових досліджень.

Наведені дані про ресурси геотермальної енергії в Україні. Технічно доступний потенціал дозволяє створити теплогенеруючі системи потужністю 12,4 ГВт, електрогенеруючі - 414 МВт. При цьому для геотермальних родовищ України, які характеризуються обмеженими запасами природного теплоносія, малими водопритоками в області живлення водоносних горизонтів та високою мінералізацією, найбільш перспективною технологією видобутку геотермальної енергії є створення систем з примусовою циркуляцією теплоносія через підземні пласти. Однак виникають значні проблеми пов'язані зі зворотним закачуванням відпрацьованого теплоносія в пласт. По-перше - значні енергозатрати на привід насосної системи, по-друге - підготовка і очистка теплоносія. Огляд досліджень показує перспективність систем з горизонтальними свердловинами, які забезпечують підвищення продуктивності в 3-5 разів, при практично незначному підвищенні витрат на бурові роботи.

Показана перспективність утворення багатоцільових енергетичних комплексів при використанні низькопотенційних та середньопотенційних геотермальних вод з температурою 70-130 °С. Проте методи термодинамічного аналізу комбінованих систем, моделі процесів перетворення геотермальної енергії в теплоту розвинуті недостатньо. Широке використання теплонасосних установок в геотермальному теплопостачанні обмежене невеликою кількістю низькотемпературних систем опалення в Україні.

На теперішній час розробляються теплонасосні установки з високотемпературною конденсацією теплоносія, що забезпечує їх ефективне використання в існуючих системах опалення в температурному режимі 90/70 °С. Розробляються геотермальні енергетичні станції з двома теплоносіями, що підвищує термодинамічну ефективність перетворення енергії.

Застосування відомих методів термодинамічного аналізу щодо геотермальних енергетичних комплексів потребує їх доробки та удосконалення.

Перспективність комбінованих геотермальних енергетичних комплексів може бути ефективно реалізована при розробці методик аналізу теплоти і оптимізації режимів відпуску теплоти різними складовими комплексу (ГЦС, пікової котельної, теплонасосної та когенераційної установок). Також необхідне удосконалення елементів геотермальної системи - теплообмінного та сепараційного обладнання, що визначають ефективність системи у цілому. Умови їх експлуатації, солевідкладення та корозія, вимоги до забезпечення мінімального температурного перепаду Дt=1-3 єС між геотермальною рідиною й теплоносієм теплових мереж, теплоносіями гібридної паливно-геотермальної станції на виході з теплообмінників, потребує нових конструктивних рішень.

Суттєвий внесок у розвиток сучасної світової геотермії був зроблений такими вченими, як А.М. Щербань, О.О. Кремньов, А.А. Долінський, Н.М. Фіалко, О.В. Шурчков, А.Т. Разаков, М.Г. Алішаєв, Р.М. Алієв, А.Б. Алхасов, Р.Б. Ахмедов, С.С. Бондаренко, Е.І. Богуславський, Г.М. Гайдаров, І.М. Дворов, Ю.Д. Дядькін, В.І. Кононов, М.К. Курбанов, Д.А. Лабунцов, Б.Ф. Маврицький, К.М. Магомедов, Ф.А. Макаренко, О.А. Поваров, Г.М. Сухарєв, Н.М. Фролов, Г.А. Череменський, А.А. Шпак, Е.Е. Шпільрайн, Д.В. Лунд, Ф. Берг, Г. Реми, Е. Буллард, Г. Джеффріс.

Результати досліджень систем теплопостачання на базі ТНУ приведені в роботах В.А. Міхельсона, В.С. Мартиновського, Д.П. Гохштейна, Л.М. Розенфельда, Е.Я. Соколова, Л.А. Шубенка, В.М. Бродянского, Е.І. Янтовського, Е.Г. Братути, С.А. Горожанкіна, О.Ш. Везирішвілі, С.І. Ткаченка, Л.А. Огуречнікова, О.П. Остапенка, О.В. Камінського, Д.Х. Харлампіді, Ю.В. Проценка, Л.Б. Зиміна, Н.М. Фіалко, В.А. Зисіна. При цьому, в роботах приділяється значна увага гідрогеологічним і геофізичним дослідженням розробки геотермальних родовищ, системам видобутку геотермальної енергії і в меншій мірі - системам перетворення геотермальної енергії в теплоту і електроенергію, системам теплопостачання, гібридним і комбінованим установкам.

Процеси і системи видобутку і перетворення геотермальної енергії характеризуються відомим недоліком, що обмежує їх використання, це низька енергетична ефективність, яка визначала напрямок даного дослідження.

Існуючі методики кількісної оцінки параметрів процесу перетворення геотермальної енергії потребують уточнення, необхідності розробки більш повних фізичних і математичних моделей процесу.

Для вирішення поставлених задач в даній роботі використаний аналітико-експериментальний метод, суть якого складається з розробки термодинамічних і математичних моделей процесів перетворення геотермальної енергії і проведенні чисельних досліджень, експериментальній перевірці отриманих результатів.

У другому розділі розвинуто метод термоекономічного аналізу, розрахунку та оптимізації конструктивних і технологічних параметрів комбінованої геотермальної циркуляційної системи теплопостачання. Визначені термодинамічні критерії та економічні показники. Використання термодинамічних параметрів, ексергетичного ККД і витрат ексергії в елементах системи дозволяє досить повно враховувати енергетичні витрати при перетворенні геотермальної енергії.

Ексергетичний ККД системи визначається з рівняння:

, (1)

де ?Ei", ?Ei' - ексергії вихідних і вхідних потоків рідини і енергії, сума втрат ексергії в елементах системи.

Для ГЦС теплопостачання, яка включає в себе експлуатаційну і нагнітальну свердловину, рекуперативні теплообмінники, насос для закачування геотермальної води в пласт і створення тиску нагнітання в циркуляційному контурі, який працює без пікових догрівачів, для потреб низькотемпературної системи опалення і гарячого водопостачання, ексергія на виході із системи визначається за формулою:

. (2)

Ексергія на вході в систему:

, (3)

де Eпл - ексергія пластової геотермальної води, кДж, яка визначається по формулі:

; (4)

Eн' - ексергія насоса за опалювальний період, кДж:

; (5)

E"н - ексергія насоса за літній період, кДж:

. (6)

В формулах (2-6): Q0 - розрахункове теплове навантаження на систему опалення, кДж/год; ф1 - тривалість опалювального періоду, час; ц - середньоопалювальний коефіцієнт відпуску теплоти; и - ексергетична температурна функція для температури приміщення, що опалюється; о - відношення теплового навантаження гарячого водопостачання до теплового навантаження на систему опалення; Фo,Ф'0 - температура води в системі водопроводу відповідно в зимовий і літній періоди, К; S1- ентропія води, яка поступає в систему гарячого водопостачання, кДж/(кг·К), i2 - ентальпія теплоносія, який поступає в опалювальні прилади, кДж/кг; So, io, S0', io' - ентропія, кДж/(кг·К) і ентальпія, кДж/кг, при температурі води в системі водопроводу відповідно зимою і влітку; Sпл,iпл - ентропія, кДж/(кг·К) і ентальпія, кДж/кг, пластової геотермальної води; mo-витрата геотермальної води на опалення, кг/год; m'г.в ,mг.в." - витрата геотермальної води на гаряче водопостачання зимою і влітку, кг/год; сн - густина геотермальної води в нагнітальній свердловині, кг/м3; зн - коефіцієнт корисної дії насосу; ?P', ?P" - втрати тиску в ГЦС відповідно в опалювальний і літній періоди, Па, які складаються з втрат тиску в експлуатаційній і нагнітальній свердловинах, надземному комплексі системи теплопостачання і фільтраційних втрат тиску в пласті:

, (7)

, (8)

де, dе, dн - діаметри експлуатаційної і нагнітальної свердловин, м; л- коефіцієнт гідравлічних втрат тиску на тертя; Н - глибина свердловини, м; се - густина геотермальної води в експлуатаційній свердловині, кг/м3; R - відстань між нагнітальною і експлуатаційною свердловинами, м; h - товщина пласта, м;

к - проникність пласта, м2; м - коефіцієнт динамічної в'язкості геотермальної води, Па·с.

Економічна оцінка проекту проводилась на основі показника дисконтного грошового потоку, який відповідає сучасним підходам до оцінки економічної ефективності інвестиційних проектів. При цьому розраховуються наступні показники: прибуткова частина проекту, затратна частина проекту, яка включає податок на додану вартість, капітальні вкладення, експлуатаційні затрати по статтям: затрати на оплату праці, відрахування на соціальні заходи, затрати на електроенергію, оплата за використання надр, затрати на поточне обслуговування та плановий ремонт, амортизацію основних фондів.

Дисконтований вільний грошовий потік відображує розмір грошового потоку по рокам, приведеного до дати проведення розрахунків:

(9)

де, ГП - вільний грошовий потік; КД - коефіцієнт дисконтування.

Враховуючи необхідність значних інвестиційних витрат при реалізації проектів геотермального теплопостачання важливість економічної оцінки підвищується. При цьому необхідна оптимізація технологічних і конструктивних параметрів системи теплопостачання, особливо її підземного циркуляційного контуру.

Виконані чисельні розрахунки ефективності ГЦС теплопостачання з вертикальними і горизонтальними свердловинами із використанням запропонованої методики. Геологічні і гідрологічні конструктивні і технологічні параметри ГЦС прийняті для умов геотермальних родовищ АР Крим. Існуючі ГЦС устатковані вертикальними свердловинами, добування геотермального теплоносія здійснюється з невеликими дебітами (32,5 кг/с) із-за відсутності споживачів. Здійснені розрахунки ГЦС з горизонтальними свердловинами. Результати оцінки економічних показників ГЦС теплопостачання показані на рис. 1.

Введені обмеження на капітальні і експлуатаційні витрати, які повинні бути мінімальними. При рівних діаметрах свердловин, дебіт вертикальної свердловини склав 32,5 кг/с, горизонтальної свердловини при довжині горизонтальної ділянки 80 м = 94,6 кг/с.

При температурі геотермального теплоносія 64 °С на гирлі свердловини і температурі відпрацьованої рідини 35 °С теплова потужність для ГЦС з вертикальною експлуатаційною свердловиною склала 7 207 ГДж/рік, у випадку з горизонтальною свердловиною - 21 271 ГДж/рік.

Аналізуючи результати геолого-економічного обґрунтування (ГЕО) даного інвестиційного проекту можна зробити висновок про існування оптимального дебіту геотермального теплоносія ГЦС теплопостачання при економічно обґрунтованому діаметрі і раціональних значеннях технологічних і конструктивних параметрів системи при яких реалізація проекту є ефективною.

Експлуатаційні витрати пов'язані, в основному, із забезпеченням циркуляції геотермального теплоносія в підземному циркуляційному контурі. Досвід розробки нафтових родовищ показує ефективність вживання ерліфтної експлуатації. У роботі створено фізичну і математичну моделі ГЦС теплопостачання, виконані чисельні і експериментальні дослідження гідравлічних режимів при ерліфтній експлуатації. Чисельні розрахунки, математична модель враховує різні режими двокомпонентної течії у вертикальному трубопроводі і дозволяє визначити дійсні і масові швидкості рідини і газу, дійсні швидкості фаз, щільність водоповітряної суміші, дійсний газовміст водоповітряної суміші, перепад тиску в підіймальній трубі і сумарну потужність, необхідну для компенсації втрат на тертя, прискорення, ковзання фаз і гравітаційної складової з врахуванням витрати повітря, діаметру труб і висоти підйому води і інших конструктивних параметрів.

Аналіз витратних характеристик свердловин діаметром 146 мм при ерліфтній експлуатації показав наступне: змінення витрат повітря від 0,1 до 1,0 м3/хв дозволяє збільшити дебіт свердловини до 120 м3/год при глибині розміщення змішувача 200м і висоті підйому 5 м.

При збільшенні висоти підйому води до 55 м і зменшенні глибини занурення змішувача до 150 м дебіт свердловини зменшується до 25 м3/год, при глибині занурення змішувача 175 м і висоті підйому води 30 м дебіт свердловини складає біля 40 м3/год. Збільшення витрати повітря до 8-10 м3/хв забезпечує збільшення дебіту свердловини діаметром 146 мм до 200-225 м3/год (рис. 2).

При збільшенні діаметру свердловини до 246 мм її дебіт суттєво збільшується при інших рівних умовах. Так, при глибині занурення змішувача 200 м і висоті підйому води 5м дебіт свердловини збільшується до 400-525 м3/год при витраті повітря 4-6 м3/хв.

Таким чином, аналізуючи результати виконаних розрахунків енергетичних характеристик засобів підйому води в технологічних системах видобутку геотермальної енергії, можна відмітити перспективність застосування ергазліфтної технології, особливо з циркуляцією в ній зрідженого газу і повітря, що забезпечує збільшення дебіту води в 2,5-5 разів і зниження енерговитрат.

Ерліфтна циркуляція води в експериментальній установці досліджувалась при витратах повітря від 0,29•10-4 до 5,4•10-4 м3/с. Витрати води в циркуляційному контурі при цьому склали від 0,12•10-4 до 1,27•10-4 м3/с (рис.3). При даних витратах води і повітря в двофазному вертикальному потоці спостерігався ламінарний і турбулентний режими руху двофазного потоку.

Результати експериментального дослідження показали, що питома втрата повітря в ерліфті змінюється від 1,5 до 4,2 м3/хв на 1 м3/хв води. В свердловині спостерігається режим руху водоповітряної суміші при Re=300-6400. Питомий гідравлічний опір двофазного потоку складає 6400-7800 Па/м.

При використанні інжекційних пристроїв для подачі повітря чи газу спостерігається збільшення витрат циркулюючої рідини на 25-30% (рис. 3).

Реалізація ергазліфтного режиму експлуатації ГЦС можлива введенням в експлуатаційну свердловину повітря або легкокиплячого теплоносія (вуглекислота, фреон, бутан). В роботі запропонована технологічна схема ГЦС теплопостачання з термодинамічним насосом (Патент України № 90792, № 52126). Застосування цієї схеми дозволяє знизити експлуатаційні витрати на циркуляцію теплоносія в підйомному контурі. При розміщенні компресора в контурі циркуляції легкокиплячого теплоносія, забезпечується підвищення температурного рівня відведеної теплоти від геотермального теплоносія, так як контур циркуляції легкокиплячого теплоносія перетворюється в теплонасосну установку. Дана технологічна схема і виконані чисельні та експериментальні обґрунтування є термодинамічною основою для реалізації нової технології видобування геотермальної енергії і підвищення її температурного потенціалу.

Капітальні витрати на будівництво ГЦС можуть бути знижені при використанні нафтових і газових свердловин, які виводяться із експлуатації. Обводнені свердловини глибиною 3000-4000 м можуть забезпечити видобуток термальної води з температурою 100 °С і вище. В роботі приводяться розроблені техніко-економічні обґрунтування.

У третьому розділі наводяться способи підвищення ефективності теплообмінного та сепараційного обладнання геотермального теплопостачання. Термодинамічний аналіз процесів перетворення геотермальної енергії дозволяє обґрунтувати основні вимоги до теплообмінного устаткування. Встановлено, що при умовах низького температурного потенціалу (60-70 °С) геотермальної рідини температурний перепад в процесі перетворення повинен бути мінімальним і складати Дt=1-3 єС. Тому вимоги до розробки теплообмінного обладнання зростають. При цьому процеси солевідкладення і корозії ускладнюються в апаратах і обладнанні. Застосування в сучасних умовах пластинчатих та кожухотрубчастих теплообмінників забезпечує температурний перепад Дt=10-15 єС і їх використання вимагає періодичного очищення від відкладень, що знижує їх експлуатаційну надійність. Виконані в роботі дослідження дозволяють розробляти теплообмінники з рідинним киплячим шаром (РКШ). Висока ефективність теплообмінників забезпечується наявністю рухливого дисперсного шару із твердого матеріалу (скло, чавун, мідь та ін.) Наявність РКШ забезпечує високу ефективність теплообміну, а також обробки високомінералізованої геотермальної рідини магнітними полями. При цьому досягається значення коефіцієнту тепловіддачі б=(10,25-12,56).103 Вт/(м2К), що перевищує ефективність пластинчатих теплообмінників, а також запобігається утворення солевідкладень. При цьому можливість конструктивного виконання теплообмінників багатоступінчатими і багатоходовими дозволяє забезпечити мінімальний температурний перепад між середовищами Дt=1-3 єС. Розроблена теплова схема багатоступінчатого теплообмінника та методика теплотехнічного розрахунку в умовах утворення відкладень.

При перетворенні геотермальної енергії в бінарних енергетичних станціях спостерігається значна недорекуперація Дt=10-15 єС у випарниках вторинного контуру в утилізаторах - випарниках комбінованих паливно-геотермальних станцій. В роботі удосконалена конструкція теплообмінника-випарника на теплових трубах занурених у киплячий шар. Приводиться модифікована методика теплотехнічного розрахунку конструктивних і технологічних параметрів. Наводяться результати розрахунку модуля потужністю 1 МВт теплоутилізатора - випарника комбінованої паливно-геотермальної станції.

Підземні геотермальні рідини містять розчинені гази (азот, діоксид вуглецю, сірководень, метан, пропан). Повинна забезпечуватись висока ступінь очистки геотермального сольового розчину від механічних домішок та крапельної рідини. В роботі наводиться конструкція розробленого обладнання для очищення рідини, сепарації розчиненого газу, підготовка до використання. Нова конструкція являє собою вихровий турбулентний промивник. Гази, що видобуваються, очищуються додатково у другій ступені фторопластовими фільтрами, що забезпечує відповідність потребам використання у двигунах когенераційних установок.

Проблеми корозії та теплових витрат в системах використання і перетворення геотермальної енергії є найбільш складними. В роботі виконані дослідження можливості застосування склопластикових труб в системах геотермального теплопостачання та удосконалення методик розрахунку коефіцієнта теплопровідності композиційного багатошарового просторово-орієнтованого склопластику, також здійснені розрахунки значень коефіцієнту теплопровідності в залежності від температури.

Однією із специфічних особливостей геотермальних циркуляційних систем є високий ступінь залежності температури рідини на гирлі свердловини від режиму експлуатації. Тому для оцінки ефективності використання геотермальної енергії застосовують наступні параметри: об'єм рідини, яка видобувається і її температура на виході із свердловини. Ступінь досконалості процесу залежить від значень термічних опорів конструктивних елементів свердловин. Одним із методів підвищення ефективності тепловідбору є збільшення термічного опору конструктивних елементів свердловини. Ефективним є використання склопластикових труб, які мають значення коефіцієнта теплопроводності 0,2-0,6 Вт/(м·К).

Здійснені розрахунки для різних діаметрів зовнішніх обсадних колон показали, що мінімальні капітальні витрати одержані для склопластикових труб при їх діаметрі 146 мм, а для сталевих труб - при діаметрі 219 мм. Застосування теплоізоляції міжтрубного простору показує свою ефективність для глибоких свердловин при малих дебітах, наприклад, у літній період при використанні геотермальної енергії для потреб гарячого водопостачання.

Таким чином, ефективність видобування геотермальної теплоти підвищується при будівництві глибоких свердловин із склопластикових труб більшого діаметру (d=146 мм і вище), із спусканням додаткових колон для теплоізоляції верхніх ділянок свердловин при експлуатації на малих дебітах.

У четвертому розділі наводяться результати дослідження та удосконалення геотермальних теплонасосних систем теплопостачання.

На теперішній час теплота геотермальної рідини використовується недостатньо ефективно. Температура відпрацьованої рідини складає від 30 до 45 °С. Термодинамічна ефективність систем теплопостачання при цьому є невисокою. Крім того, кількість споживачів, які могли б використовувати теплоносій з температурою від 30 до 40 °С ще більш обмежена. Як показує термодинамічний і техніко-економічний аналіз, ефективне використання температурного потенціалу геотермальної рідини в системах теплопостачання можливе із використанням ТНУ.

В Україні в основному використовуються традиційні системи опалення житлових, громадських і промислових будівель із температурним режимом 90/70 °С. Тому одною з основних причин, що стримують широке використання ТНУ в житловому будівництві, є відсутність ТНУ з високою температурою конденсації.

Для отримання високих температур конденсації в ТНУ однієї лише температури низькопотенційного джерела більш 30 єС очевидно недостатньо. Із підвищенням температури конденсації в циклі знижується питома теплота фазового переходу при конденсації і зростають внутрішні незворотні втрати в процесі дроселювання, що призводить до зниження коефіцієнту перетворення ш. Забезпечити високу температуру теплоносія після одноступінчатої ТНУ (біля 85-90 С) можливо вибором в якості холодоагентів високотемпературних робочих речовин.

Розрахунки виконані для фреону R142b, ізобутану і неазеотропної суміші ізобутану і ізопентану (С4Н10/С5Н12) концентрацією 90/10% і інших робочих речовин. Вибрані робочі речовини дозволяють здійснити процес термотрансформації при значенні коефіцієнту перетворення вище економічно обґрунтованого 2,3.

Значно розширити діапазон роботи геотермальних систем опалення з ТНУ можна за рахунок підключення декількох агрегатів за послідовно-протитоковою схемою. В такій схемі нагрів води в конденсаторі і охолодження геотермальної води в випарнику виконується ступенево, при цьому кожен наступний цикл розміщується в більш високому інтервалі температур випаровування і конденсації холодоагенту. Особливістю послідовно-протитокових схем, як об'єкту регулювання, є висока чутливість до змінення вхідних і вихідних параметрів теплоносія і геотермальної води. Будь які відхилення від розрахункового режиму для однієї ТНУ призводять до змінення режимних параметрів всіх інших установок і відповідно всієї системи в цілому.

Менш чутливі до змінення вхідних параметрів багатоступеневі схеми ТНУ, що мають в своєму складі загальний конденсатор, випарник та декілька компресорів, що приєднані послідовно один до одного. Більш ефективною є комбінована схема, яка пропонується в цій роботі. Вона поєднує в собі переваги послідовно-протитокової і двоступеневої схем.

В роботі запропонована методика розрахунку і на її основі - аналіз режимів роботи геотермальних ТНУ з різними схемами приєднання основних елементів обладнання.

Аналіз результатів розрахунку показав, що при інших рівних умовах, чутливість до змінення вхідних параметрів геотермальної води і теплоносія системи опалення для трьохступеневої схеми ТНУ менш ніж для послідовно-протитокової схеми. Між тим, середнє значення для послідовно-протитокової схеми, а також величина охолодження геотермальної води в випарниках ТНУ більші. Це дозволяє рекомендувати послідовно-протитокову схему ТНУ для об'єктів з низьким дебітом свердловин. Виконані порівняння теплової схеми з послідовно-протитоковим з'єднанням трьох ТНУ і багатоступеневої ТНУ з трьома компресорами. В якості робочої речовини досліджувався озонобезпечний холодоагент R245fa.

На рис. 4 представлена комбінована схема геотермального теплопостачання з ТНУ, яка складається з двох установок. Перша по напрямку руху термальної води ТНУ працює по простому одноступінчатому циклу, в якому робочою речовиною є холодоагент R245fa, друга ТНУ працює по двоступінчатому циклу, в схемі якої є проміжний теплообмінник, а холодоагентом є ізобутан R600а. Випарники в комбінованій схемі з'єднані послідовно, конденсаторипаралельно.

Для комбінованої схеми ексергетичний ККД більший, ніж для одноступінчатої. За абсолютною величиною деструкції ексергії в елементах, комбінована схема також має перевагу порівняно з одноступінчатою. Виключення складають витрати ексергії в конденсаторі. Для комбінованої схеми вони ненабагато більші, ніж для одноступінчатої схеми. Це можна пояснити більш високим значенням температурного фактору Карно для одноступінчатої схеми (к = 0,244) порівняно з комбінованою схемою для якої величина к = 0,225. Слід відмітити, що витрати ексергії в конденсаторі більшою частиною залежать від втрат в компресорі і визначаються самим ходом здійснення термодинамічного циклу. Розрахунок відносних показників витрати ексергії дозволив виявити найбільш недосконалі елементи в кожній схемі. Для одноступінчатої ТНУ таким елементом є регенеративний теплообмінник, а для комбінованої схеми компресор ТНУ 1.

Попередній аналіз показав, що для високотемпературного режиму роботи ТНУ можуть бути ефективними тільки двоступінчаті схеми з неповним проміжним охолодженням і паралельним дроселюванням, що містять економайзер. Схеми з проміжною ємністю, повним проміжним охолодженням і послідовним дроселюванням для ТНУ неприйнятні. Більшість високотемпературних холодоагентів (R245fa, R142b, R123, R236fa, R114, R600a, суміш ізобутану з ізопентаном), що нами розглядаються, мають достатньо круту характеристику правої граничної кривої, тому зі збільшенням температури конденсації параметри пари після компресора другого ступеня для схем з проміжною ємністю можуть знаходитися в безпосередній близькості до області вологої пари, що є неприпустимим.

Використовуючи рекомендації роботи, була проведена оцінка впливу структурної складності двоступінчатої схеми на термодинамічну ефективність циклу. Встановлено, що для діапазону роботи ТНУ при температурі конденсації tк=80-95 єС і температурі випаровування tb=10-25 єС доцільно використовувати схему з неповним проміжним охолодженням і паралельним дроселюванням і переохолодженням рідини.

В якості холодоагенту може бути використаний R123. Критерій складності Таубмана для даної схеми D = 22. Використання більш складної двоступінчатої схеми з неповним проміжним охолодженням, паралельним дроселюванням, переохолодженням і вприскуванням рідини у магістраль, що всмоктує ступені високого тиску (D = 26), фактично не позначається на ступені термодинамічного осучаснення ТНУ і може бути доцільним тільки для забезпечення експлуатаційної надійності роботи установок. Більш ефективною є схема геотермального теплонасосного теплопостачання, що містить двоступінчасту ТНУ з неповним проміжним охолодженням, паралельним дроселюванням і переохолодженням рідини (Патент України №91413).

Виконані розрахунки двоступінчатої ТНУ в залежності від зміни температури зовнішнього середовища (від 15 єС до + 8 єС). Теплова потужність системи опалення розраховувалась для кліматичних умов Закарпаття (м. Ужгород). При визначенні енергетичної ефективності ТНУ враховувались зміни параметрів теплонасосного процесу протягом всього опалювального періоду. Для дослідження термодинамічних режимів ТНУ використовувалась методика розрахунку статичних характеристик, запропонована в роботі, яка була доповнена блоком розрахунку двоступінчатих циклів. При розрахунку циклу задавались величина перегріву холодоагенту в економайзері Тек = Т6 - Т7, що дорівнювала 7 єС, мінімальна різниця температур в економайзері Текмін = Т8 - Т6 приймалась рівною 20єС, перегрів пари в випарнику Тпер = 7 єС. Поверхня випарника 17,38 м2, поверхня конденсатора 11,59 м2, тип компресорів - гвинтові із продуктивністю, що регулюється.

В роботі наведені результати оптимізації термодинамічних параметрів циклів каскадної ТНУ типу «вода-вода» при температурі випаровування 20-25 0С і температурі конденсації 80-95 0С. В якості робочих речовин досліджувались озонобезпечні холодоагенти нового покоління (R134а, R142b, R152а, R227еа, R245fа, R410, R407с, R404с та ін.). Розглядалися різні сполучення робочих речовин в нижньому і верхньому циклах каскадної ТНУ. Із робочих речовин, що розглядалися найбільш докладно вивчались R134а, R142b, R404а, R407с.

Геотермальна рідина охолоджується в процесі 9-10 від температури 35 0С до 26 0С. ТНУ передає теплоту в конденсаторі в процесі 11-12 воді, яка поступає з мережі системи теплопостачання в температурному режимі 90/700С. Приймалося, що адіабатичний ККД компресорів дорівнює зад = 0,80, а добуток механічного ККД на ККД електричного приводу дорівнює зм.е.= 0,95.

В результаті виконаних чисельних варіантних розрахунків теплотехнічних параметрів ТНУ було визначено, що оптимальними робочими речовинами є в нижньому циклі - хладон R407с, а в верхньому - R134а. Суттєво впливають на значення коефіцієнтів перетворення значення температури випаровування і конденсації, так при tвп. = 25 0С, tк. = 95 0С, коефіцієнт перетворення ш = 2,58, а при tк. = 80 0С ш = 3,44; значення мінімального перепаду температур в випарнику - конденсаторі, тиск теплоносія на виході із компресора і інші параметри.

Виконані чисельні дослідження показують ефективність теплової схеми каскадної ТНУ. Визначені оптимальні параметри циклів для робочих речовин - хладонів R407с і R134а в температурних межах 20 - 105 0С, що показує можливість використання ТНУ в традиційних системах опалення будівель в температурному режимі 90/70 0С при наявності геотермального джерела теплопостачання.

У п'ятому розділі наводяться результати досліджень процесів перетворення геотермальної енергії в електричну для використання в системах електроопалення і як привід для ТНУ в гібридній системі теплопостачання.

Важливою проблемою є вибір робочої речовини для ефективної роботи бінарної енергетичної станції. Істотно впливають значення термодинамічних і теплофізичних параметрів робочої речовини, характер їх змін при підводі і відведенні теплоти, стиску і розширенні в енергетичному обладнанні. Для підвищення термодинамічної ефективності бінарних енергетичних станцій застосовують суміші робочих речовин (водоаміачна суміш, суміш (і-C4H10) і (і-С5Н12) та інші). Вивчається ефективність надкритичних циклів. При виборі робочої речовини розглядаються проблеми захисту навколишнього середовища та безпеки. На теперішній час з'явилися озонобезпечні речовини нового покоління - фреони етанового, пропанового та бутанового рядів. Перспективність їх застосування в якості робочої речовини в циклі Ренкіна, перетворення геотермальної енергії в електричну, вивчається в даній роботі.

При виборі робочої речовини бінарної станції визначною є величина питомого виробітку електроенергії (на 1кг/с геотермальної рідини).

Розрахунки термодинамічних параметрів циклів Ренкіна виконувались при наступних умовах: адіабатний ККД турбіни - 0,7-0,8; ККД насоса - 0,75-0,80; температура навколишнього середовища 15-25 °С; недорекуперація в регенеративному теплообміннику і випарнику ?tнед - 5-15 °С.

Значення питомої електричної потужності бінарних енергетичних станцій з різними хладонами та їх сумішами наведені в табл. 1.

При підвищенні температури геотермальної води збільшується виробіток електричної потужності геотермальної енергетичної станції (ГеоЕС). Значення питомої електричної потужності при температурі геотермальної води 70 °С для досліджуваних робочих тіл - фреонів і їх сумішей - складає 3,2-3,3 кВт/(кг/с), при температурі 130 °С - (29,8-31,3) кВт/(кг/с).

Результати розрахунків показують, що на отримання максимальної питомої електричної потужності впливають значення тиску (Pв) і температури пари (tв) робочої речовини перед турбіною, витрата робочої речовини (m), значення мінімального температурного напору (?TНЕД), температура навколишнього середовища (tн.с.) і інші параметри.

Вплив мінімального температурного напору найбільш суттєвий. Так, зменшення ?TНЕД від (10-15 °С) до (5-7 °С) дозволяє збільшити виробіток електроенергії на 20-25%. Збільшення ?TНЕД призводить до зниження тиску і температури випаровування, що суттєво знижує ККД і питому електричну потужність (N). Чисельні результати показують, що кожному значенню температури геотермальної води відповідає оптимальна температура випаровування робочої речовини (рис. 7).

Результати чисельних розрахунків показують перспективність використання в якості робочої речовини ГеоЕС екологічно безпечних фреонів і їх сумішей. При температурі геотермальної води 70-130 0С питома електрична потужність на валу турбінної установки на фреонових сумішах складає 29-31 кВт/(кг/с), що на 10-12% вище ніж для циклів чистих речовин (22-24 кВт/(кг/с)).

Таблиця 1

Енергетичні характеристики бінарної станції

Теплоносій	Параметр
	Pв, кПа	tв, ?C;	tн, ?C;	N, кВт/(кг/с)	m, кг/с	ККДц
Хладон R12	2200	74,47	68,48	25,58	1,44	0,0944
*Хладон R13b1	5000	-	40,64	34,10	3,56	0,0872
Хладон R22	2500	61,16	55,28	24,73	1,35	0,0738
*Хладон R22	5000	-	39,0	43,37	1,90	0,1090
Хладон R114	866	76,88	70,54	23,40	1,38	0,0894
Хладон R134a	3800	97,65	71,88	27,99	1,10	0,1093
*Хладон R134a	5000	-	38,52	43,87	1,95	0,1096
Хладон R142b	1263	75,22	70,18	24,44	0,94	0,0928
Хладон R143a	3500	69,56	41,70	29,89	1,60	0,0773
*Хладон R143a	5000	-	40,42	35,95	1,79	0,0917
Хладон R152a	2175	77,03	69,16	26,02	0,73	0,0972
Хладон R218	5000	-	40,79	32,76	3,11	0,0841
Хладон R318	1500	84,97	69,48	22,79	1,51	0,0855
Ізобутан	1400	81,98	75,86	22,35	0,50	0,1033
20%R12 + 80% R142b	1452,5	76,27 - 77,59	62,73	29,87	1,096	0,101
10%R12 + 90% R142b	1370,0	76,20 - 76,95	62,97	29,95	1,051	0,102
30%R12 + 70% R142b	1575,0	76,76 - 78,47	62,82	29,87	1,14	0,101
70%R12 + 30% R142b	1925,0	77,61 - 79,23	61,90	30,52	1,35	0,102
80%R12 + 20% R142b	2034,0	78,04 - 79,26	61,73	30,86	1,41	0,103
90%R12 + 10% R142b	2155,0	78,67 - 79,34	61,63	31,29	1,47	0,104

Примітки: * - надкритичний цикл; температура термальної рідини на вході в випарник (tт.р.=130 єС); tН - температура геотермальної води на виході із регенеративного теплообмінника.