Китай обладает богатыми геотермальными ресурсами и занимает одно из ведущих мест в мире. В их составе конвекционные геотермальные поля обеспечивают выработку 3 500 МВт тепловой энергии, тогда как проводящие геотермальные поля — 2 108 421 МВт. На сегодняшний день на территории страны выявлено свыше 2 780 геотермальных объектов, расположенных в 30 провинциях, городах центрального подчинения и автономных районах.

Вследствие различий в геотермальной температуре и качестве воды возникли самые разнообразные способы использования геотермальной энергии, включая отопление зданий, аквакультуру, сельскохозяйственные теплицы, промышленную сушку, фиксацию красителей, здравоохранение, переработку пищевых продуктов и деятельность мясокомбинатов. Геотермальное централизованное отопление более экономично по сравнению с отоплением на других видах топлива, особенно в условиях продолжающегося роста цен на энергию. Например, в Исландии 75% из 230 тысяч городских жителей пользуются геотермальным отоплением; при этом затраты составляют всего 24,3% от расходов на отопление светлым нефтяным топливом и 51% — на отопление тяжёлым нефтяным топливом. Как отечественный, так и международный опыт подтверждают, что геотермальное централизованное отопление технически осуществимо, экономически целесообразно, экологически выгодно и обеспечивает значительные экономические и социальные преимущества.

В Китае совокупная площадь систем геотермального отопления в Пекине и Тяньцзине составляет примерно 1,5 млн м², при этом достигнуты удовлетворительные результаты. Однако поскольку геотермальные рассолы нередко содержат различные коррозионно‑активные газы и ионы и обладают высокой минерализацией, проблемы коррозии и накипеобразования стоят весьма остро. Прямое использование такой горячей воды зачастую приводит к коррозии отопительного оборудования уже через один–два года, что требует дорогостоящей и частой замены оборудования. Напротив, при косвенном использовании необходимы теплообменники, обеспечивающие высокую тепловую эффективность, длительный срок службы и удобство эксплуатации и технического обслуживания. Пластинчатые теплообменники в полной мере отвечают этим требованиям, поэтому они широко применяются в сфере геотермальной энергетики.

I. Преимущества районного теплоснабжения, работающего на геотермальной энергии

① Это позволяет существенно сэкономить традиционные виды энергии — уголь, нефть, природный газ или электроэнергию. В условиях северного климата использование геотермального отопления может ежезимний сезон сэкономить каждой семье примерно 2,6 тонны угля.

② Сократить загрязнение окружающей среды и ликвидировать источники загрязнения, связанные с небольшими угольными печами. Только в Пекине использование геотермального отопления на площади 320 тыс. м² позволяет ежедневно снижать выбросы пыли от сжигания угля на 7,8 тонны.

③ Это позволяет снизить транспортные заторы, вызванные углём и шлаком, а также уменьшить потребность в складских площадках для хранения угля.

④ Улучшение санитарных условий жителей и снижение затрат на отопление. Например, отопление геотермальной водой температурой 65 °C обходится в среднем в 29,6 юаня за квадратный метр в год, тогда как при использовании котельного отопления соответствующая сумма составляет 38,1 юаня за квадратный метр в год. Кроме того, период отопительного сезона можно начинать раньше или позже, что обеспечивает большее удобство и гибкость.

II. Подбор теплообменников для геотермальных систем центрального отопления

Ввиду относительно низкого дебита одной скважины геотермального источника (около 100 т/ч), умеренной температуры воды (ниже 100 °C) и высокой минерализации, сопровождающейся значительным содержанием коррозионно‑агрессивных компонентов — что обусловливает выраженную склонность к коррозии и образованию отложений — выбранный теплообменник должен обладать следующими эксплуатационными характеристиками:

① Устойчивость к коррозии. Отличные антискалантные свойства.

② При небольших температурных различиях эффективность теплообмена высока.

③ Компактная конструкция с небольшой занимаемой площадью, облегчающая очистку, техническое обслуживание и разборку для ремонта.

④ Простое в эксплуатации, долговечное оборудование с длительным сроком службы.

С учётом всех вышеперечисленных требований сравнительный анализ различных типов теплообменников показывает, что наиболее подходящими являются пластинчатые теплообменники.