Подземное геотермальное отопление дома теплом земли

Поиски альтернативных источников энергии привели к изобретению устройств, которые способны аккумулировать тепло, в большом количестве находящееся в окружающей среде человека. Солнечные лучи, гейзерные источники, грунт — все это в той или иной степени может удовлетворить потребности в нагреве теплоносителя для системы отопления и ГВС.

Хотя геотермальное отопление за счет тепла земли является относительно новым направлением, перспективы такого решения очевидны. Благодаря установке специального оборудования появляется возможность получения дешевого, практически бесконечного типа тепловой энергии.

 

Как получить тепло в дом из земли

Земля даже в зимний период времени не промерзает полностью. Этой особенностью пользуются монтажные бригады, прокладывающие трубопровод ниже точки замерзания. Удивительно, но температура этих слоев редко опускается ниже, чем +5 +7°C градусов.

Можно ли воспользоваться способностью земли аккумулировать тепло, извлечь его и использовать для нагрева теплоносителя? Конечно! Но чтобы сделать альтернативное отопление частного дома с помощью тепла земли возможным, потребуется решить следующие проблемы:

• • Получение тепла — понадобится аккумулировать тепловую энергию и направить ее в аккумулирующий резервуар.

• • Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передать тепловую энергию жидкости, которая циркулирует в системе отопления и ГВС.

• Остывший антифриз необходимо отвести обратно к теплообменнику для дальнейшего нагрева.

Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.

 

Как работает геотермальное отопление дома, принцип работы

Подземное глубинное отопление из земли, это больше не фантастика. Такие установки можно спокойно купить в России. Причем геотермальные установки в состоянии работать как в условиях Севера, так и в южных широтах. Но какой принцип они используют в своей работе?

Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.

Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать.

Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.

 

Как устроено геотермальное отопление

Как уже отмечалось, геотермальная система отопления из недр земли, во многом напоминает работу кондиционера в режиме нагрева. Что происходит в этот момент?

• • В нижних слоях грунта, на дне реки или озера устанавливают водяные коллекторы, по которым циркулирует антифриз. Коллекторы поглощают тепло и высвобождают холод.

• • Нагретый антифриз с помощью насоса поднимается наверх.

• • В буферном баке происходит теплообмен. Нагретый антифриз отдает тепловую энергию теплоносителю или нагревает воду.

• Остывший антифриз поступает обратно к коллекторам.

Существуют установки, которые в состоянии самостоятельно отапливать большие помещения, другие используются исключительно, как вспомогательное оборудование способное обеспечить от 50-75% потребности помещения в тепле.

 

Геотермальное оборудование для использования тепла земли

Принцип работы глубинной системы отопления дома, за счет энергии земли, основан на применении особого оборудования. Оно выполняет следующие функции: аккумулирует тепло окружающей среды, передает его теплоносителю системы отопления. Для этого используют следующие узлы:

• • Испаритель — находится глубоко под землей. Функция испарителя заключается в том, чтобы поглотить тепловую энергию, находящуюся в окружающем грунте.

• • Конденсатор — доводит антифриз до необходимой температуры.

• • Тепловой насос — циркулирует антифриз в системе. Осуществляет контроль над работой всей установки.

• Буферный бак — собирает нагретый антифриз в одном месте, для передачи энергии теплоносителю. Состоит из внутреннего бака, в нем находится вода из системы отопления и внутренний змеевик, по которому движется нагретый антифриз.

Хотя природное низкотемпературное геотермальное отопление дома теплом земли дает достаточно тепловой энергии, наиболее практичным вариантом отопления при таком решении является подключение его к системе «теплый пол».

 

Монтаж и установка геотермального отопления

Основная сложность относительно монтажа геотермального оборудования связана с установкой контура теплообменника в грунте-земле. Хотя в интернете можно найти большое количество советов как выполнить эти работы самостоятельно, практика показывает, что большинство советов невозможно применить без специального профильного образования, следовательно, все работы должны выполнять профессиональные монтажники, являющиеся представителями производителя.

После обращения к специалистам, геотермальные системы отопления частных домов за счет тепла земли устанавливаются в следующие несколько этапов:

1. 1. Выезд инженера на дом. Во время первого визита берутся пробы грунта, определяются особенности местности и принимается решение о наиболее эффективном монтаже геотермальной системы. На эффективность установки может влиять также источник предполагаемого тепла. Более производительным считается монтаж теплообменников на дне водоема или у истоков термических источников.

1. 1. Заключение договора и приобретение необходимого оборудования. Расценки могут существенно отличаться в зависимости от сложности проведения монтажных работ и других нюансов. Но в среднем, если выбран качественный немецкий производитель, стоимость установки будет приблизительно равняться его цене. Приобретение под ключ установки Vaillant для дома в 350 кв. м. обойдется приблизительно в 21 тыс. $

1. 1. Монтажные работы. Отопление частного дома подземными геотермальными источниками тепла, а точнее, его эффективность во многом зависит от правильного проведения работ на этапе монтажа. После того как водяные теплообменники будут установлены в грунт, выполняется подключение к геотермальной установке и системе отопления дома.

1. Пуско-наладочные работы. Инженер запускает систему и выполняет точную регулировку устройства. После настройки подписывается Акт о сдаче работ.

Согласно действующему законодательству, предприятие устанавливающее оборудование, может предоставить дополнительные гарантийные обязательства при условии оплаты этих услуг. Такие гарантии обойдутся еще в дополнительную 1000 $.

 

Эффективно ли геотермальное отопление на Севере

Чтобы создать минимальные условия необходимые для работы геотермальной установки, достаточно соблюдения следующих условий:

• • Температура слоя грунта, в котором расположены теплообменники, не должна опускаться ниже +5,+7°C градусов.

• • На протяжении всей системы, по которой протекает антифриз, созданы условия, позволяющие избежать его замерзания.

• Геотермальный обогрев загородного дома выполнен после проведения всех необходимых расчетов и проектной документации.

Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.

 

Гейзерное отопление частного дома

Производительность геотермального насоса во многом зависит от температуры грунта или воды, в которых находится теплообменник. В этом отношении жители Камчатки находятся в более выгодном положении. На полуострое Камчатка находится огромное количество термальных источников — гейзеров, которые не остывают даже в зимнее время года.

Перед монтажом оборудования обязательно проводится геологическая разведка. Если теплый источник находится на территории дома, имеет смысл расположить теплообменники на дне этого водоема. Геотермальная энергия в таком случае окупится значительно быстрее.

 

Как с помощью геотермального насоса отопить дом

Технология обогрева дома подземным теплом наиболее востребована на Западе. Это в первую очередь связано с менталитетом жителей западных стран. Они привыкли делать долгосрочные инвестиции, которые полностью окупаются только через несколько лет. Да и немного найдется людей, которые в состоянии заплатить за установку оборудования около 20 тыс. $ единовременно. Но количество желающих стать независимыми от остальных источников отопления постоянно растет.

Альтернативные способы геотермального отопления дома становятся более популярными, особенно если учесть постоянно растущую стоимость газа.

Тепловая энергия буквально лежит под ногами. Дело только за тем, чтобы нагнуться и «поднять» ее. В этом может помочь геотермальная установка. Монтаж насоса позволяет в зависимости от местности либо полностью компенсировать потребности в тепловой энергии, или удовлетворить их частично, существенно снизив нагрузку на основной источник отопления и систему ГВС частого дома.

что такое система с внешним земляным контуром

Вы просматриваете раздел Геотермальное, расположенный в большом разделе Виды.

Геотермальным называется способ обогрева помещений за счет энергии, полученной из недр земли.

В 70-х годах XX века разразился нефтяной кризис. Промышленники стали искать способ замены топлива альтернативным источником.

Так появилось первое геотермальное отопление.

Сегодня подобный вид получения тепла распространен в Северной Америке и Западной Европе.

Геотермальное отопление из-под недр земли: что это такое, принцип работы

Геотермальное отопление работает как холодильник, только для нагрева. На поверхности земли устанавливается тепловой насос, из которого опускают теплообменник в шахту.

Через устройство наверх поступает грунтовая вода, по пути нагреваясь. Прогретая жидкость используется для обогрева помещений.

Расход энергии на нагрев воды меньше, чем получаемая теплоотдача.

Принцип работы

Коллектор поставляет теплую воду в испаритель. Хладагент, нагреваясь, испаряется. Пар прогревается компрессором за счет электричества. Конденсатор охлаждает пар, вызывая выброс теплой энергии и возвращение хладагента в начальное жидкое состояние.

Для прогрева воды требуется электроэнергия. Каждый затраченный кВт приносит, в среднем, 5 полезных кВт энергии.

Список оборудования

Для создания геотермальной установки требуются 4 устройства:

• коллектор;
• испаритель с хладагентом;
• компрессор;
• конденсатор.

Среди перечисленных компонентов два требуют подключения электричества: компрессор и конденсатор.

Достоинства

Геотермальное отопление имеет преимущества над прочими типами обогрева:

• Полученная энергия применяется для любых целей.
• Длительность подачи топлива к конкретному участку не ограничена.
• Его использование экологически безопасно.
• Установка не требует частого обслуживания.
• Система окупается с течением времени.
• Геотермальная установка занимает немного места: не больше, чем холодильник.
• При необходимости система легко перенастраивается.
• Совместимо с другими типами отопления.

Недостатки

Хотя геотермальное отопление имеет много преимуществ, у него есть и недостатки:

• Дорогостоящая система и монтаж.
• Окупается примерно через 10 лет.
• Систему нельзя использовать в районах с температурой, опускающейся ниже 20 градусов.
• Вне зависимости от типа установки, требуются масштабные земельные работы с использованием арендованных устройств.

Внутренний и внешний виды земляных контуров

Основа системы — тепловой насос, подключенный к двум контурам: внешнему и внутреннему.

Внутренний контур состоит из труб и радиаторов, передающих энергию нагретой воды в помещение. Их может дополнять подогрев полов.

Внешний контур — система, занимающаяся подачей тепла к внутреннему. По контуру циркулирует вода, дополненная незамерзающим компонентом. В геотермальном отоплении жидкость называется теплоносителем. Так теплоноситель поступает в тепловой насос, нагреваясь за счет повышения давления. Прогретая жидкость поступает во внутренний контур, передавая тепло в помещение. Затем остывшая вода уходит на глубину, где прогревается. Таким образом, цикл повторяется.

Тепловой насос воздух-вода: схема

Тепловой насос — оборудование, применяемое для отопления. Устройство собирает тепло из воздуха, перерабатывая в энергию. С её помощью насос греет воду, которая отдает тепло в помещение. Принцип работы насоса воздух-вода заключается в обратном цикле Карно. Устройства способны функционировать пока на улице температура превышает 20—25 градусов ниже нуля.

Фото 1. Схема строения теплового насоса воздух-вода. В данном случае тепло, собранное из воздуха перерабатывается в энергию.

Система состоит из четырех компонентов. По внешнему контуру циркулирует фреон, преобразующийся в пар в испарителе. Далее газ сжимается в компрессоре и переходит в конденсатор. Пар конденсируется в воду, которая возвращается в цикл, а тепло, выделенное в процессе, нагревает воду внутреннего контура. Таким образом, происходит два цикла: циркуляция воды с хладагентом через землю; обогрев помещений через радиаторы.

Теплонасосы типа воздух-вода зависят от внешней температуры. При сильных морозах обогрев работает проблемно, поскольку фреон во внешнем контуре замерзает. Этим обусловлено использование систем в теплых странах, где температура редко падает ниже -10. В подобных районах геотермальное тепло позволяет провести не только отопление, но и горячее водоснабжение.

Если на улице температура упала до предельного уровня работы фреона, система автоматически подключает альтернативное отопление за счет электричества или газа. С повышением температуры и возобновлением работы геотермальной установки, альтернативный источник отключается.

Вам также будет интересно:

Горизонтальная установка системы, работающей за счет тепла земли

Горизонтальная укладка внешнего контура используется в районах, где земля ежегодно промерзает на определенную глубину. Трубы размещают ниже этого уровня в траншею, протянувшуюся параллельно земле.

Фото 2. Установка геотермальной отопительной системы по горизонтальному принципу. Для подобной конструкции необходим большой котлован.

Циркулируя по прогретой земле, вода нагревается, поступает в тепловой насос, затем нагревает жидкость во внутреннем контуре. Отдав тепло, жидкость возвращается на новый круг по траншее.

В земле прокапывают траншеи, прокладывают трубы. Закончив с внешним контуром, специалист монтирует насос, затем прокладывает внутренний контур.

Важно! Землю, в которой расположены трубы, лучше засеивать овощами и плодовыми кустарниками. Деревья, при наличии, следует пересадить.

Преимущество заключается в вариативности создания системы. Она подходит для осваиваемых участков земли, на которых только завершили строительство дома или загородного коттеджа.

Недостатки заключаются в большом объеме работ по прокладыванию труб; в невозможности использования в холодных районах планеты. Горизонтальное геотермальное отопление ограничивает посадку деревьев на участке.

Вертикальная установка

Вертикальное тип используется в местах, где горизонтальное невозможно. Для установки бурят несколько скважин, в которые устанавливают внешний контур. Скважины бурят из одной точки, немного отклоняя угол от вертикали, так получается больше тепла.

Вода греется при путешествии через глубины земли, поступает в испаритель, преобразуется в пар. Воздух сжимается компрессором и резко выбрасывает энергию в конденсаторе.

Выделившееся тепло нагревает внутренний контур, обогревающий помещение, а жидкость отправляется на новый круг по трубам.

В земле бурят скважины, прокладывают трубы. Создав внешний контур, строители устанавливают насос, затем прокладывают внутренний контур.

Внимание! Бурение требует аренды специальной установки, что увеличивает затраты на строительство. Необходимо пробурить от 50 до 200 метров вглубь земли, в зависимости от местности.

Преимущество заключается в возможности не нарушать ландшафт обустроенного участка.

Недостатки: для циркуляции требуется больше электроэнергии, чем для горизонтальной системы; использование парных скважин для поступления и сброса воды обратно недостаточно эффективно.

Монтаж геотермального отопления для частного загородного дома

Процесс установки выглядит следующим образом:

• подготовка, включающая замер и подбор компонентов для работы;
• установка внешнего контура системы;
• установка внутреннего контура;
• налаживание работы и пуск отопления.

Скважины — внешний контур, а циркуляционный насос и батареи — внутренний. Тепловой насос устанавливается в доме.

Внешний контур располагается в непосредственной близости к отапливаемому строению, не далее, чем в 10 метрах. Соединения, расположенные в контуре, завальцовывают.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс монтажа теплообменника для геотермально системы отопления.

Окупаемость, количество производимой энергии

За один израсходованный кВт электроэнергии система производит 5 и более кВт бесплатной тепловой энергии. По расчетам специалистов, геотермальное отопление окупается примерно за 1 десяток лет. Эта величина уменьшается с увеличением площади отапливаемого помещения.

Компания «Тепло Земли» — Обогрев домов теплом, накопленным в недрах

Проектирование, подбор и монтаж геотермального отопления

Наши предки давно научились использовать тепло земли, сначала — живя в пещерах, где зимой значительно теплее, чем на открытом воздухе, а затем, обустраивая погреба и подвалы, где круглый год плюсовая температура. Современные технологии позволяют нам использовать эту энергию на новом уровне.

Мы производим расчет, подбор и монтаж систем геотермального отопления и горячего водоснабжения загородных домов.

Капитальные затраты сопоставимы с затратами на врезку в существующий газопровод, проходящий по границе участка. Затраты на обогрев при помощи теплового насоса сравнимы с затратами на  обогрев природным газом.

Геотермальное отопление — это отопление дома теплом, накопленным в грунте за счёт энергии Солнца и энергии, поступающей из земных недр.

Все мы в школе проходили второй закон термодинамики, но большинство его забыли за ненадобностью применения в повседневной жизни. А звучит он так: «Передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому без совершения работы — невозможна». Можно сказать другими словами: «Чтобы передать тепло от менее нагретого тела — более нагретому, нужно совершить работу». Для этого и нужен тепловой насос, чтобы эту работу совершать. В результате, на 1 киловатт затраченной электрической энергии мы можем получить до 5,2 киловатт тепловой.

Не требуется никаких согласований в газовых, противопожарных и прочих службах. Технология не разрушает существующего ландшафта (отсутствует необходимость прокладки траншей, установки столбов и проч.). Не требуется периодического подвоза какого либо топлива (угля, сжиженного газа, дров). Ввиду отсутствия источников огня, продуктов горения — не требует обустройства дымоходов, периодической выгрузки и утилизации золы. В стоимость входит оборудование и монтаж системы «под ключ» без разводки по дому. Т.е. результатом является установленное в техническом помещении дома оборудование, готовое к подключению к внутренним сетям дома. Монтаж сетей внутри дома оговаривается дополнительно.

принцип работы, монтаж своими руками, обогрев из земли

Уютное и комфортное жилище, в котором прохладно летом и тепло зимой, — это, без преувеличений, мечта любого человека. Существует множество видов отопления домов – дрова, торф, электроэнергия, уголь, газ, геотермальное отопление. Но оборудование, которое работает на угле, газе, торфе и тому подобном, никак нельзя отнести к категории экологически чистых и безопасных. А стоимость такого топлива колеблется очень сильно.

Многие считают, что газовое отопления частного дома – это оптимальный вариант. Однако здесь также есть некоторые весьма существенные отрицательные моменты. В некоторых случаях установить подобное отопление невозможно, если к вашему коттеджу не подведена газовая магистраль. Монтаж газовой установки требует постоянного обслуживания, строгого соблюдения всех норм безопасности, а также специальных разрешений.

Однако есть один достаточно хороший вариант отопления без газа – это геотермальное отопление дома. Число пользователей подобных систем увеличивается ежедневно, поскольку такое отопление может похвастаться множеством положительных качеств. К числу наиболее важных стоит отнести то, что подобная отопительная система является наиболее экономичной, а также экологически чистой и безопасной.

Принцип работы

Система отопления от тепла земли состоит из 3-х основных составляющих:

• Внутренний контур;
• Внешний контур;
• Тепловой насос.

Многих интересует вопрос: что представляет собой отопление энергией земли? Конструкция такой системы достаточно сложна для понимания, поэтому для разъяснений приведем небольшой пример.

Можно сказать, что геотермальная система в некотором роде представляет собой холодильник, только «наоборот».

Испаритель, который здесь играет роль морозильника, находится в глубине недр земли. Конденсатор, который выполнен в виде медного змеевика, используется для доведения воздуха или воды до необходимой температуры. Температура испарителя, находящегося под землей, при этом существенно ниже, чем над поверхностью.

По заявлениям производителей подобных систем отопления, температура находится в диапазоне от 5 до 8 градусов Цельсия.

Принцип работы.

Использование прочных и надежных компрессоров, а также инновационные технологии рефрижераторных систем дают возможность создавать уникальные и необычные способы «некачественного» тепла, которое находится над землей, в «качественное» тепло, которое в дальнейшем применяется в геотермальном отоплении частного дома.

Как результат, это позволяет начать промышленное производство основного элемента при таком способе обогревания помещения – тепловых насосов.

Геотермальные системы отопления работают на принципе физической передачи тепла хладагенту за счет энергии земли. Приблизительно такой же принцип работы реализуется в обычном холодильнике. Более 75% всего объема тепла, которое выделяется при функционировании системы обогрева дома, представляет собой энергия окружающей среды, которая в дальнейшем накапливается и поступает в жилые комнаты и прочие помещения коттеджа.

По этой причине данная энергия обладает замечательной способностью к самовосстановлению, в результате чего геотермальной системой отопления не наносится никакого ущерба экологическому и энергетическому балансу нашей планеты.

История появления

Основная причина появления подобных систем отопления коттеджей – это энергетические кризисы, имевшие место быть в 70-х годах прошлого века. Изначально, лишь самые элитные и богатые семьи позволяли себе установить инновационную систему отопления из земли.

В дальнейшем благодаря постепенному развитию науки и техники, а также появлению новых технологий, такие системы получили более широкое распространение, ведь их стоимость приобретения постоянно уменьшалась.

Теперь для семьи со средним доходом геотермальная система отопления доступна без серьезного ущерба по бюджету. Усовершенствование и модернизация геотермального оборудования осуществляется до сих пор, поскольку установка новых агрегатов ведет к уменьшению потребления энергии и большой экономии.

Плюсы

Функционирование подобных отопительных систем осуществляется на качественно новом и необычном топливе – энергия недр земли используется для кондиционирования, а также обогрева частного дома. Эта энергия создает оптимальные и уютные условия для жизни, а также не загрязняет окружающую среду вредными веществами и отходами. Отопление дома осуществляется с помощью бесплатной энергии, на 1 кВт электроэнергии система возвращает 4-5 кВт тепла

Геотермальное отопление загородного дома эффективно и безопасно работает без каких-либо процессов сгорания, поэтому нет предпосылок к тому, что система может загореться или взорваться.

Не менее важное достоинство – нет необходимости в приобретении дополнительных вытяжек и дымоходов, которые могут потребоваться для обеспечения бесперебойного функционирования прочих видов отопительных систем. Во время работы отопления от земли не выделяются вредные испарения и запахи, такая система не издает лишнего шума, к тому же не занимает много места.

Геотермальные агрегаты, в отличие от твердотопливных и жидкотопливных систем, практически не заметны для людей, они не разрушают целостность фасада и интерьера дома. Не потребуется тратить время на обдумывание таких вопросов, как хранение, доставка и приобретение топлива, поскольку энергия планеты неисчерпаема.

Еще один весьма примечательный факт – с помощью геотермальных насосов можно отапливать помещения зимой или охлаждать коттедж во время жары.

Если вам требуется отопление дома теплом земли, то также стоит учесть его финансовую сторону. Сразу же отметим, что процесс монтажа подобной системы потребует больших затрат по сравнению с дизельным и газовым оборудованием.

В противовес этому можно отметить, что уровень потребления электроэнергии значительно меньше, так что в долгосрочной перспективе экономическая целесообразность приобретения именно геотермального оборудования видна невооруженным глазом. По словам разработчиков, с каждого потраченного киловатта электрической энергии будет возвращено до пяти киловатт тепловой энергии.

Монтаж

Существует несколько способов, позволяющих затратить минимум пространства для монтажа тепловых насосов:

1. эксплуатация подземных зондов. Для этого потребуется запустить в глубокую скважину специальный контур, который наполнен антифризом;
2. эксплуатация теплых грунтовых вод. Для этого потребуется пробурить достаточно глубокую скважину. Грунтовые воды прогоняются через теплообменник, предварительно выкачиваясь насосом;
3. прокладка специальных зонтов в горизонтальном положении ниже уровня зимнего оледенения на дне водоема.

Заключение

Напоследок отметим, что геотермальное экологически чистое отопление для обогрева загородного дома эффективнее всего проявило себя при совместном режиме работы с «теплыми полами». Это дает возможность владельцу дома насладиться уникальным уютом и комфортом, а также сэкономить неплохую сумму денег.

Главное достоинство такого необычного сочетания заключается в том, что обеспечивается принцип равномерного нагрева всего помещения, препятствуя созданию зон перегрева. За год работы экономия от использования подобной системы теплых полов и геотермального отопления достигает порядка 20% по сравнению с традиционными радиаторными батареями.

Геотермальное отопление своими руками — вполне реальный проект, который сулит немало выгод владельцам частных домов. Конечно, часть оборудования придется купить в готовом виде, поскольку его изготовление в домашних условиях просто невозможно. Но довольно большой объем работ можно сделать и самостоятельно, не привлекая специалистов.

Существенная экономия средств — только одно из преимуществ такого решения. Еще один «плюс» — уверенность в качестве материалов и выполненных работ.

Геотермального отопления частного дома с установкой под ключ. Монтажные работы.

Сегодня вопрос устройства высокоэффективной отопительной системы для частного домовладения является одним из самых важных. Тарифы на природный газ и электроэнергию для населения и предприятий постоянно повышаются, что заставляет задуматься об использовании альтернативных источников энергии. Также большинство традиционных источников отопления, способных выделять тепло только при горении, являются небезопасными с точки зрения экологии и пожароопасности.

К категории современных альтернативных отопительных систем относится геотермальное отопление, которое сравнительно недавно появилось на белорусском рынке. Из-за планов правительства привести к 100% уровень оплаты населением затрат газ и электроэнергию, системы отопления на основе теплового насоса становятся весьма привлекательным альтернативным вариантом в сравнении с морально устаревшими классическими решениями. И хоть сегодня на геотермальное отопление цена значительно упала, основным фактором, сдерживающим рост популярности подобных систем, все еще является их высокая стоимость. За последние 2-3 года, мы констатировали снижение стоимости установки теплового насоса на 30-40%. Основными драйверами снижения стоимости в последнее время выступили буровые работы — в связи с общим кризисом в строительной отрасли стоимость бурения снизилась в 2-2,5 раза. Также нам удалось снизить уровень изначальных капиталовложений для наших клиентов за счет заключение долгосрочных договоров с поставщиками на оборудование и материалы по более приемлемым ценам, без потери их качества. Проблема стоимости постепенно решается с выходом на рынок тепловых насосов российского и китайского производства, несравнимых, конечно, по качеству с европейскими производителями, но гораздо ниже их по цене. Также многих отпугивает сложность проектирования и установки теплового насоса, особенно для решившихся на монтаж геотермальной системы самостоятельно.

Плюсы и минусы отопления тепловым насосом.

Новые технологические разработки позволили эффективно эксплуатировать энергопотенциал земли даже частным домовладениям. Сегодня каждый хозяин частного дома способен отказаться от системы отопления, функционирующей за счет сжигания топлива, в пользу более экологичных и экономичных технических решений. В настоящее время геотермальное отопление может быть оборудовано практически для любого загородного дома. Объем аккумулируемой грунтом энергии Солнца составляет почти 98%. По этой причине даже зимой в глубинах недр сохраняются большие объемы тепла, которое может быть направлено на обогрев здания. Необходимо лишь располагать специальной техникой, чтобы «доставить» тепло в нужное место.

Главными элементами системы являются теплонасос и наружный коллектор. Стоит данное оборудование недешево. Решившись монтировать дома такую систему, следует быть готовым к тому, что окупится она после 4-5 лет эксплуатации. Данное обстоятельство является основным сдерживающим фактором для многих домовладельцев. Не смотря на то что дом строиться с перспективой минимум на 20-30 лет проживания, далеко не все готовы к серьезным капитальным тратам. Хотя с точки зрения экономики нужно понимать, что по прошествии 4-5 лет тепловой насос (имеющий срок эксплуатации 15 лет) по сути «отбивает» свою стоимость три раза, и это при сегодняшних, крайне низких ценах на природный газ.

Средняя стоимость оборудования варьируется, безусловно, от площади обогреваемых строений, их утепления, географического расположения, вида коллектора и прочих факторов. Особенно важная составляющая, которую стоит отметить отдельно, это наличие, тип и качество теплоизоляционных материалов. Например, утепление 40 см кирпичной стены 100 мм каменной ваты способно уменьшить теплопотери через ограждающую конструкцию в 3 раза! Это позволить значительно снизить требуемую мощность системы геотермального отопления, и как следствие сократить первоначальные вливания. Для своих заказчиков, мы всегда стараемся найти «некий экономический баланс» между масштабом утепления дома и мощностью тепловой машины.

Преимущества геотермального отопления дома:

• Отсутствие необходимости согласований, наличия специального помещения топочной;
• Полная пожаро- и врывобезопасность;
• Полностью автоматическая работы, не требующая вмешательства человека;
• Возможность удаленного (со смартфона или компьютера) управления системой;
• Низкий уровень эксплуатационных расходов.

Энергия, полученная из недр земли, является совершенно бесплатной и не облагается никакими налогами и пошлинами. Право на ее использование закреплено в Земельном кодексе РБ. Однако деньги приходится тратить на электричество, которое необходимо для работы компрессора теплонасоса. Соотношение затраченной электрической и полученной тепловой энергии составляет примерно 1 к 5, то есть Вы заплатите за 1 кВт, а остальные 4 кВт получите бонусом. Как бы не повышались тарифы на энергоносители в будущем, все равно 80% энергии будет оставаться бесплатной.

ООО «Нова Грос» — Официальный дистрибьютор тепловых насосов Stiebel Eltron

Связаться с нами Связаться с нами

Описание и механизм работы.

Геотермальная система для частных домов функционирует практически на тех же принципах, что и классическое оборудование для кондиционирования воздуха. Главная составляющая системы – тепловой насосный агрегат к которому подключены 2 контура. Один из них является внутренним (располагается в отапливаемом здании), второй – внешним (собирает тепло окружающей среды). Контур внутри здания является по сути привычной разводкой по дому теплых полов, радиаторов и другие элементов. Внешний контур аккумулирует рассеянное тепло, его располагают на некоторой глубине в почве, либо воде. В контуре циркулирует жидкость – антифриз (водный раствор этилен или пропиленгликоля с массовой концентрацией до 33%). Предпочтительнее выглядит использование пропиленгликоля, так как является более экологически безопасным.

Температура антифриза, находящегося внутри внешнего контура, достигает уровня температуры среды, после чего он подается в тепловой насос. Там происходит его охлаждение до отрицательных температур, а высвободившееся тепло передается внутреннему контуру. Далее антифриз попадает снова во внешний контур, и цикл повторяется. Перенос и трансформирование низкопотенциального тепла осуществляется согласно цикла Карно (использование двух теплообменников, компрессора, фреонового контура), который можно встретить практически во всех холодильниках, кондиционерах и др. Фактически тепловой насос тратит энергию не на выработку тепла, а на его ассимиляцию, перенос и трансформацию в дом из окружающей среды.

Оборудование можно смонтировать таким образом, что оно будет функционировать в отопительный период в режиме обогрева помещений, а в летний – в режиме кондиционирования. Тепло, которое аккумулирует насос в режиме охлаждения, передается на внешний контур. Если же оборудование функционирует в режиме обогрева, тепло уходит на внутренний контур.

Способы устройства контуров

Часто некоторые организации не имея опыта и знаний в области геотермального отопления вынашивают планы наладить альтернативное отопление своими силами. Но реализовать на практике такой проект затруднительно. Нужно обладать не только знаниями, но и дорогостоящей техникой, инструментами. С этой целью недалеко от здания сооружается конструкция, которая будет располагаться на большой глубине (в некоторых случаях более 100 м) и состоять из труб, замкнутых в единую систему. Также необходимо продумать габариты коллектора, определиться с конструкцией теплообменника. При этом нужно учесть массу факторов. Прежде всего, нужно определиться с глубиной залегания и установить уровень теплопроводности почвы.

В настоящий момент альтернативное отопление с помощью теплового насоса может быть реализовано по одной из трех схем. Выбор схемы влияет на то, каким образом будет устроен наружный контур, собирающий тепловую энергию, а так же на стоимость геотермальной системы отопления.

• Наибольшую эффективность показывают вертикальные теплообменники. Их монтаж возможен только с использованием спецтехники. Устройство системы сопряжено с серьезными тратами на бурение скважин, глубина которых может достигать 150 метров. Однако конечный результат в итоге позволит оправдать затраты, т.к. скважина может прослужить 100 лет. Для определения примерной глубины и количества скважин, проводят предварительный расчет, ориентируясь на соотношение 40-50 Вт тепловой энергии на один метр коллектора. Исходя из этого, если мощность теплонасоса составляет 10 кВт, то для него должна быть пробурена скважина, имеющая протяженность 160-200 метров. В некоторых случаях рациональнее сделать несколько скважин с меньшей глубиной, в сумме дающих нужный результат. Такое решение позволит сэкономить деньги.
• Более простым и экономичным вариантом является размещение теплообменника на дне озера или реке, где вода не будет промерзать в зимний период. Обустроить такую конструкцию сравнительно просто. Не нужно проводить дорогостоящие земляные работы. Если необходимо наладить геотермальное отопление дома под ключ, то именно такой проект реализовать проще всего. Однако здесь есть определенные условия. Водоем должен располагаться минимум в 100 метрах от строения, существует риск повреждения теплообменника третьими лицами, требуется согласование государственных контролирующих органов.
• Конструкция с горизонтальным теплообменником также является сравнительно простой. В этом случае трубы ведутся под землей. При этом глубина должна быть такой, чтобы почва не промерзала. Основной недостаток этого варианта состоит в необходимости обустройства довольно большой территории под коллектор. К примеру, для дома площадью 200 кв.м. необходимо организовать коллектор на 500 кв.м. Помимо этого, трубы должны находится в некотором удалении от крон деревьев (не менее 1,5 м), а это часто создает дополнительные трудности. На территории, где располагается коллектор данного типа, нельзя сооружать другие строения, асфальтировать, либо укладывать плитку, сажать крупномерные деревья.

Каждый из приведенных видов контуров имеет свои достоинства и недостатки. Но как показывает статистика нашей организации примерно 90% заказчиков, несмотря на более высокую стоимость, выбирают именно вертикальный теплообменник. Он позволяет сэкономить пространство, обеспечить стабильную работу на протяжении всего года, сохраняет существующее благоустройство, не ограничивает в использовании землю, отведенную под горизонтальный коллектор.

Если вас заинтересовала эта статья, вы хотите получить больше информации — связывайтесь с нашими специалистами (044) 765 29 58, либо приходите в наш офис в Минске.

Возможна организация посещения действующих объектов!

Можно ли из недр земли добыть энергию, преобразующуюся в тепло?

Люди уже достаточно давно научились использовать себе во благо энергию солнца и ветра, а сегодня многие потребители уже активно используют энергию земли (геотермальная энергия), преобразуя ее в тепло.

На самом деле геотермальные системы отопления достаточно сложны в проектировании, а также установке и, соответственно – организации работы. Но при всей этой «сложности» геотермальное отопление имеет массу преимуществ и полностью окупает себя через 5-8 лет.

Самым ценным преимуществом, которым обладают геотермальные системы отопления, является экологичность используемой энергии. Энергия, добываемая из недр земли, не загрязняет атмосферу. Кроме того, добывание такой энергии не ограничивается каким-либо определенным количеством и не требует наличия какого бы то ни было резервуара.

Еще одним положительным моментом использования геотермальной энергии для отопления дома является то, что для установки, работа которой заключается в добывании энергии, постоянный сервис не требуется. Кроме того, эксплуатация такой установки обойдется вам гораздо дешевле, нежели того требуют иные системы отопления.

98 % энергии, излучаемой солнцем, поглощается грунтом. Поэтому тепло в недрах земли сохраняется даже в зимнее время и это тепло можно использовать для обогрева зданий. Для этого потребуется сделать скважину и приобрести специальный тепловой насос.

Тепловой насос, установленный в доме, преобразует энергию грунта, воды, а также воздуха в тепло, которым и отапливается дом. Многие ошибочно полагают, что насос занимает много места, но на самом деле для его установки требуется столько же места, сколько необходимо для установки обычной стиральной машины.

Насос геотермальный включен в два контура. Первый кольцевой контур расположен внутри здания, второй (теплообменник) – под землей на глубине от 2-х метров. Глубина скважины (закладывается на дне озер или рек) колеблется в пределах 30-100 м. Срок ее службы может составлять более 100 лет. Контур может быть длиной от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Жидкость, циркулирующая внутри контура – это чистая вода, либо вода с добавлением антифриза.

Геотермальную энергию можно использовать как для обогрева дома, так и для подогрева воды или даже кондиционирования помещений. При этом эта энергия является совершенно бесплатной. Вам придется тратить средства лишь на оплату электроэнергии, которую потребляет тепловой насос.

Для чего необходимо периодически выполнять промывку отопления?

Как самостоятельно уложить инфракрасный электрический теплый пол?

Геотермальное отопление в загородном доме: плюсы и минусы

Земля поглощает около половины суммарной энергии, получаемой от Солнца, в результате в ее недрах, чуть ниже поверхности, сохраняется постоянная температура круглый год. Однако над поверхностью Земли температура воздуха сильно меняется со сменой сезонов от лета к зиме, и люди вынуждены искать источники обогрева и охлаждения для того, чтобы сделать свою жизнь более комфортной.

Ученые предложили использовать для этого силы природы, позволяющие добиваться впечатляющих результатов при минимальной затрате энергоресурсов. Среди инновационных технологий, вызвавших ажиотаж на рынке отопительных приборов, стоит отметить отопление геотермальное, принцип работы которого опирается на использование энергии Земли для обогрева домов с помощью высокотехнологичных насосов.

История технологии

На самом деле, система отопления геотермальная цена которой зависит от вида используемого оборудования и сложности геодезических работ – это не новое изобретение. Сам термин «геотермальная» был известен еще древним грекам, которые использовали «тепло земли» для различных целей. В древние времена людям не было доступно высокотехнологичное оборудование, такое как геотермальный насос для отопления дома, поэтому они использовали горячую воду гейзеров, теплую поверхность вулканов и прочие источники возобновляемой энергии в бытовых целях.

Со временем жители планеты стали активно добывать уголь и нефть, используемые для обогрева домов на протяжении нескольких веков кряду, и про технологию использования тепла из недр земли забыли. Лишь столкнувшись с угрозой полного истощения ресурсов земли, люди задумались о перспективе разработки альтернативных источников обогрева. Так, в последние десятилетия ученые начали активно работать над созданием устройств, способных использовать полностью возобновляемое тепло земли для отопления дома или квартиры.

По какому принципу работает система?

Основной принцип, по которому работает система отопления геотермальная, состоит в том, что в недра земли укладывают систему теплообменников. Они сохраняют и передают тепло земли воде, циркулирующей по контуру. Главным элементом системы является геотермальный насос для отопления дома отзывы о котором позволяют судить про эффективность устройства. Этот прибор обладает впечатляющими показателями работы и в зависимости от мощности и внешних условий способен генерировать КПД от 400 до 600%.

Используя отопление дома геотермальное, собственник сможет сократить до 80% расходов, ранее предназначавшихся для оплаты содержания традиционной системы отопления.

В процессе работы оборудования, тепло из земли для отопления дома не вырабатывается, как в случае сжигания нефти или газа, а лишь переносится из недр земли вовнутрь здания. Такая система является стабильной в работе, независимой от наличия других ресурсов и может обеспечить потребности дома в отоплении и горячем водоснабжении. О других альтернативных способах отопления можно почитать здесь.

Преимущества и недостатки системы

Прежде чем собственник решит инвестировать средства в геотермальное отопление дома под ключ цена которого зависит от многих критериев, он должен знать все плюсы и минусы. Они довольно обширны и не ограничиваются лишь большими первоначальными вложениями и отличной отдачей в работе оборудования в перспективе.

Положительные моменты

Если не брать в расчет огромные финансовые затраты, необходимые для проведения земляных работ и покупки насоса, то геотермальная энергия может дать отличные дивиденды. По сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, геотермальная энергия имеет весомые преимущества – она использует относительно постоянный источник энергии. Это означает, что она не зависит от ветра, солнца, температуры за окном и может работать в режиме 365/24/7 независимо от времени года и прочих внешних условий.

Для геотермальной системы характерен простой и понятный принцип работы. Геотермальное отопление дома при этом является выбором людей, проявляющих заботу об экологии, ведь в процессе эксплуатации побочные выбросы минимальны, а тепло вырабатывается из возобновляемых источников энергии.

Высокая эффективность в сочетании с низкими эксплуатационными расходами позволяет геотермальной системе занять лидирующие позиции в рейтинге альтернативных источников энергии. При этом оборудование, необходимое для функционирования системы имеет малые габариты и отнимает незначительное количество полезного пространства. Так, насос на отопление занимает столько же места, сколько и традиционный газовый котел.

Кроме того, срок службы геотермального теплового насоса достаточно велик – он составляет минимум два десятка лет, при этом трубы, используемые для оборудования теплообменника под землей, имеют еще более солидную гарантию. Производители обещают, что они надежно прослужат в системе отопления до пятидесяти лет. Также стоит добавить, что делая своими руками геотермальное отопление собственник может рассчитывать на бесшумную работу всех компонентов системы, их долговечность и функциональность. Если в доме нет газа, то наша статья «Как организовать отопление загородного дома без газа?» будет полезной.

Критика геотермальной системы

Среди характеристик геотермальных систем встречаются и негативные моменты. Специалисты отмечают, что монтаж геотермальных систем отопления подходит далеко не для всех домов. В частности, дома, расположенные на скалистых участках не могут быть оборудованы геотермальными энергоблоками. Еще одним минусом является то, что насос для отопления в частном доме купить могут далеко не все, ведь прибор отличается от аналогов очень высоким ценником.

Реалии таковы, что на сегодняшний день позволить себе использование экологичного геотермального отопления могут лишь состоятельные люди, бюджет которых рассчитан на огромные капиталовложения в обустройство дома.

Подбор насоса для системы отопления должен проводить грамотный специалист после проведения ряда тепловых, гидравлических и геодезических расчетов.

Установка системы сопровождается масштабными и дорогостоящими работами, поэтому собственнику в процессе монтажа трубопроводов придется постоянно увеличивать статьи затрат и быть готовым к непредвиденным расходам. Непосредственная установка оборудования предполагает работу целой команды профессионалов, имеющих достаточный уровень квалификации для реализации столь сложного и ответственного проекта.

Окончательное решение

При принятии окончательного решения стоит учитывать, что геотермальная система отопления своими руками имеет огромный потенциал, и в перспективе может стать одной из самых востребованных и рациональных систем обогрева домов. Термальные и грунтовые тепловые насосы являются отличной альтернативой другим источникам энергии. Несмотря на то, что монтаж системы изначально обойдется дороже, значительные первоначальные затраты окупятся с течением времени и позволят на протяжении долгих лет пользоваться недорогим и эффективным отоплением, которое дает энергия земли для отопления дома или квартиры.

Калий нагретое ядро ​​Земли | Природа

Радиоактивный распад в расплавленном ядре указывает на раннее происхождение геомагнитного поля.

У вас есть полный доступ к этой статье через ваше учреждение.

Тепло движет континентами.Предоставлено: © НАСА

.

Ядро Земли может быть горячее, чем думали некоторые ученые.

Богатое железом ядро ​​содержит много радиоактивного калия, который выделяет тепло при распаде, говорят В. Рама Мурти из Университета Миннесоты в Миннеаполисе и его коллеги. ¹ . Это дополняет тепло, оставшееся в недрах Земли от ее огненного образования 4,5 миллиарда лет назад.

Количество тепла в ядре имеет драматические последствия для поведения нашей планеты в прошлом и настоящем.Во-первых, он определил, когда было включено магнитное поле Земли.

Это поле помогает защитить планету от солнечного ветра, потока электрически заряженных частиц, исходящих от Солнца. Без него солнечный ветер унес бы большую часть нашей атмосферы, а поверхность Земли осыпала бы опасными частицами высокой энергии, что очень затруднило бы существование жизни.

Тепло от ядра также влияет на медленное взбалтывание горячей породы в мантии.Это приводит в движение земную поверхность, которая формирует континенты и океаны и поднимает горные хребты. Нагревание мантии создает шлейфы расплавленной породы, которые поднимаются из глубин и образуют вулканические регионы, такие как Гавайи и Исландия.

Новые результаты должны помочь разрешить давние споры о том, что такое перемешивание. Например, более горячее ядро ​​означает, что восходящие шлейфы могут возникать в самом основании мантии.

Радиоактивное нагревание недр Земли всегда было решающим для важных вопросов истории нашей планеты.Незадолго до открытия радиоактивности в девятнадцатом веке физик лорд Кельвин подсчитал, что Земле потребовалось бы всего 98 миллионов лет с момента ее образования, чтобы остыть до нынешнего состояния. Но к 1907 году американский пионер в области радиоактивности Б. Б. Болтвуд понял, что дополнительное тепло, обеспечиваемое распадом радиоактивных элементов на Земле, означает, что планета может быть намного старше, возможно, даже на несколько миллиардов лет.

Аналогичный аргумент применим к возрасту магнитного поля Земли, которое возникает из-за движения жидкого железа в ядре.Некоторая часть этого движения вызвана затвердеванием самого внутреннего ядра с выделением тепла. Но, по оценкам, этот процесс сам по себе произвел достаточно тепла, чтобы стимулировать магнитное поле в течение последнего миллиарда лет или около того.

Тем не менее, древние горные породы сохраняют свидетельства того, что Земля имела магнитное поле по крайней мере 3,5 миллиарда лет назад. В прошлом году Кристин Гессманн и Бернард Вуд из Бристольского университета, Великобритания, предположили, что остальное тепло могло исходить от радиоактивного распада калия в ядре ² .

Изотоп калия-40 распадается с периодом полураспада 1,25 миллиарда лет — достаточно медленно, чтобы выделять тепло на протяжении всей истории Земли. Внутри Земли много калия, но было неясно, сколько из него могло попасть в железное ядро. Предыдущие оценки противоречили друг другу.

Команда Мерти предполагает, что эти неоднозначности возникли из экспериментальных проблем. Исследователи измерили, сколько калия переходит из расплавленного силиката, такого как горячая порода мантии, в расплавленное, богатое серой железо, такое как ядро, при температурах и давлениях, приближающихся к тем, которые находятся на границе мантия-ядро.Они считают, что количество калия, попадающего в жидкое железо, недалеко от того, что предсказывали Гессманн и Вуд.

Сера — это ключ к растворению калия в железе. Считается, что в железном ядре Марса еще больше серы, и поэтому радиоактивный нагрев ядра Марса может быть даже более важным.

Это могло позволить Марсу получить магнитное поле в начале своей истории, что могло иметь решающее значение для защиты любой жизни, которая могла возникнуть в его некогда более теплой и чистой окружающей среде.

Ссылки

1. 1

   Murthy, V. R., van Westrenen, W. & Fei, Y. Экспериментальные доказательства того, что калий является значительным радиоактивным источником тепла в ядрах планет. Nature , 423, 163 — 165, (2003).

   ADS Статья Google Scholar

2. 2

   Гессманн, К. и Вуд, Б. Дж. Калий в ядре Земли ?. Earth and Planetary Science Letters , 200, 63–78, (2002).

   ADS Статья Google Scholar

Скачать ссылки

Об этой статье

Цитировать эту статью

Ball, P. Ядро Земли нагрето калием. Nature (2003). https://doi.org/10.1038/news030505-5

Скачать цитату

Внутреннее ядро ​​Земли делает что-то странное

27 сентября 1971 года на российских островах Новая Земля взорвалась ядерная бомба.Мощный взрыв вызвал колебания волн настолько глубоко внутри Земли, что они рикошетом отразились от внутреннего ядра, сотрясая множество сотен механических ушей примерно в 4000 милях от Земли в пустыне Монтаны. Три года спустя этот массив уловил сигнал, когда вторая бомба взорвалась почти в том же месте.

Эта пара ядерных взрывов была частью сотен испытаний, проведенных во время агонии холодной войны. Теперь записи этих колебаний вызывают волну у геологов: они помогли ученым вычислить одну из самых точных оценок того, насколько быстро вращается внутреннее ядро ​​планеты.

Жители поверхности знают, что Земля вращается вокруг своей оси примерно каждые 24 часа. Но внутреннее ядро ​​представляет собой железный шар размером примерно с луну, плавающий в океане расплавленного металла, что означает, что он может свободно вращаться независимо от крупномасштабного вращения нашей планеты, явления, известного как супервращение. И насколько быстро это продвигается, горячо обсуждается.

Используя зигзагообразные сигналы от ядерных взрывов, имевших место в течение десятилетий, Джон Видейл, сейсмолог из Университета Южной Калифорнии, , теперь , имеет последнюю оценку этого показателя.В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters, он сообщает, что внутреннее ядро, вероятно, движется вперед чуть быстрее поверхности Земли. Если его оценка верна, это означает, что если вы простояли на месте на экваторе в течение одного года, то часть внутреннего ядра, которая раньше находилась под вами, оказалась бы под пятном в 4,8 милях от вас.

«Это тщательная и хорошая работа», — говорит Пол Ричардс, сейсмолог из Колумбийского университета, который был соавтором исследования 1996 года, в котором впервые было зафиксировано сверхвращение внутреннего ядра.«Что-то там меняется».

Лучшее понимание истории и текущей динамики железной капли, расположенной на нашей планете, может дать больше ключей к разгадке процессов, заряжающих и стабилизирующих наше магнитное поле — геологическое силовое поле, которое защищает наш мир от различных видов вредного излучения. Мы еще не до конца понимаем, как работает это магнитное динамо, но ученые сильно подозревают, что оно связано с таинственными движениями глубоко внутри планеты. (Узнайте, что на самом деле происходит, когда магнитное поле Земли меняется.)

«Земля — ​​это экстремальная естественная лаборатория», — говорит Элизабет Дэй, сейсмолог из Имперского колледжа Лондона, которая не принимала участия в работе. В тысячах миль под нашими ногами давление сокрушительно, а температура обжигает. «Мы не можем легко воспроизвести все это в реальной лаборатории. Но если мы сможем заглянуть в Землю, мы получим некоторое представление об этом действительно экстремальном наборе условий ».

Новая работа — лишь одна из многих попыток выяснить скорость супервращения ядра, но предлагает одну из самых медленных скоростей супервращения, которые когда-либо предлагались.Тем не менее, Дэй считает, что различия между этими исследованиями не обязательно плохо.

«Это не значит, что кто-то не прав, — говорит она. «Это просто означает, что все смотрят на разные вещи».

Загадка ядра

В предыдущей работе, в том числе в статье, в которой был соавтором Ричардс, использовались различные свойства волн землетрясений, распространяющихся по планете, чтобы дать свои оценки супервращения внутреннего ядра, причем некоторые из них сидели около нескольких десятых градуса в год.Однако такие измерения сделать непросто, и разрешение многих из этих анализов было низким. Но в отличие от землетрясений, которые излучают колеблющиеся волны, ядерные взрывы дают четкий сигнал, с которым можно работать.

Земля 101

Земля — ​​единственная известная планета, на которой существует жизнь. Узнайте происхождение нашей родной планеты и некоторые ключевые ингредиенты, которые помогают сделать это синее пятнышко в космосе уникальной глобальной экосистемой.

«Это похоже на то, что Землю только что ударили молотком», — говорит Дэй.

Проблема заключалась в извлечении данных, которые были закодированы на кассетах с девятью дорожками сейсмической решеткой с большой апертурой в Монтане. К 1990-м годам ленты попали в сейсмологическую лабораторию Альбукерке, где Полу Эрлу, в то время аспиранту Океанографического института Скриппса, было поручено извлечь отголоски советских ядерных испытаний из ухудшающихся лент.

Эрл провел две недели в комнате, полной коробок с дисками с загадочными этикетками. Многие ленты были изношены, их магнитная информация потеряна во времени.По словам Эрла, который сейчас работает сейсмологом в Геологической службе США, примерно каждый десятый не может быть прочитан магнитофоном.

Но усилия того стоили. Эрл, Видейл и Дуг Додж из Ливерморской национальной лаборатории использовали рассеянные волны этих ядерных взрывов, чтобы заглянуть в ядро ​​планеты. Сравнивая отпечатки волн, рассеянных в результате взрывов почти в одном и том же месте в 1971 и 1974 годах, команда смогла вычислить, насколько быстрее внутреннее ядро ​​вращалось относительно остальной части планеты.«Процесс похож на отслеживание движущегося самолета с помощью радара», — отмечает Ричардс.

Их первоначальные результаты, опубликованные в исследовании 2000 Nature , указали на скорость вращения 0,15 градуса в год. Затем Видале переключил передачи и почти 15 лет не задумывался о внутреннем ядре.

Копаем глубже

Ситуация изменилась в декабре 2018 года, когда он прошел через шумный зал с плакатами на ежегодной конференции Американского геофизического союза. Там Видале заметил работу Цзяюань Яо, ныне научного сотрудника по геофизике в Технологическом университете Наньян.

Яо прочесал десятки тысяч землетрясений в поисках пар, которые ударяют в разное время в одном и том же месте. Сравнивая сейсмические волны, которые коснулись внутреннего ядра 40 из этих геологических близнецов, он надеялся разгадать тайны, таящиеся глубоко в нашей планете.

«Это действительно отличные данные», — вспоминает размышления Видейл. Однако интерпретация данных Яо не указывала на супервращение, а вместо этого предполагала, что происходит что-то еще.

Заинтригованный этой загадкой, Видейл вернулся к своему набору данных о ядерных взрывах, но, поскольку исходные коды анализа нигде не были найдены, ему пришлось начать с нуля, еще глубже копаясь в колебаниях эпохи холодной войны с помощью обновленного метода. .

Его результирующий анализ все же дал супервращение, но он был медленнее и точнее, чем предыдущие оценки, вместо этого указывая на недавно описанную скорость 0,07 градуса в год в период с 1971 по 1974 год.

Определенная неопределенность

Но пока другие ученые хвалят тщательность последней работы Видале, спор, кажется, далек от завершения.

Яо и его коллеги недавно опубликовали интригующее альтернативное объяснение, используя его данные по двойным землетрясениям. Возможно, полагают они, внутреннее ядро ​​на самом деле вращается с той же скоростью, что и остальная часть нашей планеты, и очевидная разница вместо этого может быть объяснена тем, что внутреннее ядро ​​имеет неровную поверхность, которая со временем смещается, горы поднимаются или каньоны врезаются в железный шар. (Прочтите о «горах» выше Эвереста, которые скрываются глубоко внутри Земли.)

Видале находит этот анализ интригующим, но, хотя он согласен с тем, что в смеси может быть нечто большее, чем супервращение, он скептически относится к точному объяснению Яо.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

1/12

1/12

Лава извергается из трещины в горах Вирунга в Демократической Республике Конго.Цепь Вирунга является частью системы Восточноафриканской рифтовой долины, которая отмечает границу между двумя плитами: Нубийской плитой на западе и Сомалийской плитой на востоке. Рифтовая долина — классический пример расходящейся границы плит.

Лава извергается из трещины в горах Вирунга в Демократической Республике Конго. Цепь Вирунга является частью системы Восточноафриканской рифтовой долины, которая отмечает границу между двумя плитами: Нубийской плитой на западе и Сомалийской плитой на востоке.Рифтовая долина — классический пример расходящейся границы плит.

Фотография Криса Джонса.

Одна из возможностей, утверждает Ричардс, состоит в том, что сама капля со временем деформируется.

«Это как если подбросить пиццу в воздух», — говорит он. «Он крутится, но вертится. Он деформируется при вращении «.

Также возможно, что скорость вращения внутреннего ядра меняется со временем, добавляет Сяодун Сун, сейсмолог из Университета Иллинойса, который является соавтором исследования 1996 года, впервые задокументировавшего вращение внутреннего ядра.Хотя последняя ставка Vidale является надежной, она ограничена одним периодом времени, поэтому необходимо дополнительное подтверждение, сообщает он по электронной почте.

«Так сложно проводить эти исследования, — говорит Джессика Ирвинг, глубинный сейсмолог из Принстонского университета. «Каждый обрывок данных становится ценным, и, к сожалению, обрывков данных не так уж и много». Возможно, на горизонте могут появиться более окончательные ответы. Аналитические данные улучшаются, и данные накапливаются сейсмометрами по всему миру, которые постоянно отслеживают каждое колебание нашей планеты.

На решение загадки внутреннего ядра, по словам Яо, «не нужно еще десять лет».

Примечание редактора : Принадлежность Пола Эрла исправлена. Он был аспирантом Института океанографии Скриппса. История также была обновлена, чтобы показать, что Сонг и Ричардс были первыми, кто предоставил сейсмические доказательства супервращения внутреннего ядра.

Георг Фишер: тепло и холод из недр Земли | impeller.net

Для посетителей Expo Axis в основном напоминает бульвар: они прогуливаются по 1200-метровому зданию под его смелой палаткой.

Главное здание Expo, известное как Axis, соответствующим образом охлаждается и обогревается с помощью экологически чистой геотермальной системы, технологии нового поколения, для которой GF Piping Systems поставляет трубопроводные системы.

Вот уже несколько лет мир смотрит на Китай с недоверчивым удивлением и восхищением. Как будто эта развивающаяся экономическая держава нацелена на то, чтобы попасть в Книгу рекордов Гиннеса по как можно большему количеству категорий.У Китая самая большая площадь суши среди всех стран Восточной Азии, а его население в 1,3 миллиарда человек является самым большим в мире. Многие регионы Китая являются одними из самых густонаселенных в мире. Бешеные темпы индустриализации наряду с повышением уровня жизни многих китайцев создали множество проблем, которые Народной Республике предстоит преодолеть. Среди них урбанизация, рост населения и рост потребления энергии.

Крупные города Китая снова и снова сталкиваются с проблемами энергоснабжения.Компании и граждане в равной степени призваны экономить энергию. Государство инвестирует в технологии для развития ветровой, солнечной и гидроэнергетики. В прошлом году Китай впервые потратил на чистую энергию больше, чем какая-либо другая страна G20, вложив 34,6 миллиарда долларов США. Это почти вдвое больше, чем Соединенные Штаты тратят в этой области.

Жить лучше — в лучшем городе

Учитывая эти насущные проблемы, рациональное использование ресурсов в Китае становится все более важным.Поэтому неудивительно, что девиз Shanghai Expo — «Лучше город, лучше жизнь». Главное здание Экспо имеет ширину 100 метров и длину 1200 метров; ориентированная по оси Восток-Запад, она называется просто Осью. Строение является эталоном современного городского развития. Футуристический, 40-метровый, конусообразный

Конструкция из стали и стекла

находится наверху здания с двумя подземными и двумя надземными слоями. Этот центральный бульвар будет посещать практически каждый посетитель Expo, а после закрытия Expo он превратится в торговый центр.Axis — это задача, для решения которой архитекторы выбрали передовую технологию: геотермальную энергию с системами трубопроводов от GF Piping Systems, поддерживая постоянно приятную температуру для посетителей Expo и будущих пользователей торговых центров на площади 350 000 квадратных метров Expo.

Геотермальная техника для отопления и охлаждения

Чтобы использовать тепло Земли для Оси, в бетонных сваях, которые одновременно служат фундаментом здания, была установлена ​​система теплообмена.Зимой, с декабря по конец апреля, тепловой насос обеспечивает отопление, передавая тепло Земли с глубины 25–40 метров в здание. Летом тепловой насос направляет тепло из здания в землю для охлаждения конструкции. Создается цикл, в котором тепло, излишнее летом, уходит в Землю, а затем возвращается зимой, когда оно снова требуется. Функции нагрева и охлаждения — естественные противоположности. Но геотермальная энергия — это больше, чем просто отопление и охлаждение; его также можно использовать для выработки электроэнергии.

Циркуляционная среда — вода. Вода направляется через полиэтиленовые трубы от GF, которые строители прикрепили к арматурным каркасам, поддерживающим

.

бетонных сваи. «Всего около 800 000 метров труб в 6 000 стволов», — говорит Юань Лихуэй, управляющий директор GF Piping Systems Shanghai. «Проект Axis является важным ориентиром для экологически безопасного производства энергии и устойчивого строительства», — добавляет Гун Иньбинь, менеджер по продажам строительных технологий.

Неиссякаемый источник энергии

Всемирная выставка 2010 в Шанхае дает компаниям возможность охватить большое количество людей со всего мира, а также специалистов в области торговли в течение очень короткого периода времени. И, более того, в стране, где использование геотермальной энергии обязательно станет важным фактором в долгосрочной перспективе. В конце концов, геотермальная энергия — это возобновляемый источник энергии, который, казалось бы, неисчерпаем. В Европе геотермальные технологии также получают все большее распространение.Многие коммерческие здания, например, мебельные магазины с большой площадью, используют эту технологию. Устойчивое использование ресурсов становится все более важным во всем мире, и во многих местах предпринимаются усилия для реализации девиза Экспо «Лучше город, лучше жизнь».

Почему никто не знает, где половина тепла в недрах Земли?

Лежа на солнышке в теплый летний день, не всегда осознает, что значительное количество тепла исходит из глубин Земли.Это тепло эквивалентно более чем трехкратному потреблению энергии всем миром — движением и важными геологическими процессами, такими как движение тектонических плит и магмы на поверхности Земли. Но несмотря на это, где именно рождается половина этого тепла, остается загадкой.

Считается, что определенные частицы типа нейтрино с чрезвычайно низкой массой, испускаемые радиоактивными процессами в недрах Земли, могут быть важным ключом к разгадке этой загадки.Проблема в том, что их практически невозможно поймать. Но в новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications, ученые описали метод, который может работать.

Известные источники тепла на Земле — это радиоактивный распад и остаточное тепло со времен, когда планета только была создана. Количество тепла от радиоактивности на основе измерений состава образцов горных пород еще не определено — 25-90% от общего теплового потока.

Неуловимая частица

Атомы радиоактивных материалов имеют нестабильные ядра и поэтому могут расщепляться (распадаться до стабильного состояния) с испусканием излучения, которое преобразуется в тепло.Это излучение состоит из разных частиц определенной энергии в зависимости от того, какой материал вы им дали, включая нейтрино. Когда радиоактивные элементы распадаются в коре и мантии Земли, они испускают «геонейтрино». Фактически, каждую секунду Земля выбрасывает в космос более триллиона триллионов таких частиц. Измерение их энергии может сказать, какое вещество они производят, и, следовательно, о составе Земли.

Основными известными источниками радиоактивности на Земле являются нестабильные типы урана, тория и калия — это то, что мы узнали, изучая образцы горных пород на глубине 200 миль под поверхностью.Что лежит ниже этой глубины, непонятно. Мы знаем, что геонейтрино, испускаемое при распаде урана, имеет больше энергии, чем выделяется при распаде калия. Таким образом, измерив энергию геонейтрино, мы смогли выяснить, из какого типа радиоактивного материала они поступают. На самом деле, это гораздо более простой способ узнать, что находится внутри Земли, чем бурение на десятки километров под поверхностью планеты.

К сожалению, геонейтрино обнаружить крайне сложно. Вместо того, чтобы взаимодействовать с обычной материей, такой как та, что находится внутри детекторов, они просто проходят через нее.Поэтому для наблюдения за геонейтрино в 2003 году потребовался гигантский подземный детектор, наполненный 1000 тоннами жидкости. Такие детекторы измеряют нейтрино, регистрируя их столкновения с атомами в жидкости.

С тех пор только в одном эксперименте удалось наблюдать геонейтрино с использованием аналогичной технологии. Оба считают, что около половины тепла Земли, вызванного радиоактивностью (20 тераватт), можно объяснить распадом урана и тория. Источник остальных 50% остается неизвестным.

Однако измерения все еще не могут измерить вклад распада калия — нейтрино, испускаемые в этом процессе, имеют слишком низкую энергию. Возможно, остальное тепло исходит от распада калия.

Новая техника

Новое исследование предполагает, что ученые могут отображать тепловые потоки изнутри Земли, измеряя направление, в котором приходят геонейтрино, и их энергию. Звучит просто, но технологически эта задача чрезвычайно сложна и требует новых методов обнаружения частиц.

Ученые предлагают использовать газонаполненную камеру с детекторами «временной проекции». Такие детекторы генерируют многомерную картину столкновения геонейтрино с газом внутри камеры и выбивают электрон из атомного газа. Движение этого электрона можно отслеживать с течением времени, чтобы восстановить одно измерение (время). Технология визуализации с высоким разрешением затем может реконструировать два пространственных измерения, движение электрона. В используемых в настоящее время жидкостных детекторах частицы сталкиваются и разлетаются, находятся на небольшом расстоянии (потому что они находятся в жидкости), и их направление невозможно определить.

Такие детекторы меньшего масштаба в настоящее время используются для точного измерения нейтринных взаимодействий и поиска темной материи. Ученые подсчитали, что размер детектора, необходимого для обнаружения геонейтрино радиоактивного калия, составит 20 тонн. Чтобы правильно отобразить состав мантии с первого раза, она должна быть в 10 раз массивнее. Опытный образец такого детектора уже построен и работает в своем масштабе.

Таким образом, измерение геонейтрино может помочь отобразить тепловой поток внутри Земли.Это поможет нам понять эволюцию внутреннего ядра путем оценки концентраций радиоактивных элементов. Это также помогло бы решить давнюю загадку источника тепла, который обеспечивает конвекцию (перенос тепла за счет движения жидкостей) во внешнем ядре, которое генерирует геомагнитное поле Земли. Это поле имеет жизненно важное значение для сохранения нашей атмосферы, которая защищает жизнь на Земле от вредного солнечного излучения.

Довольно странно, что мы так мало знаем о том, что происходит под землей, но продолжаем исследовать.Что еще скрыть тайные глубины нашей планеты?

Земля по-прежнему сохраняет большую часть своего первоначального тепла | Наука

Земля могла образоваться более 4,5 миллиардов лет назад, но все еще остывает. Новое исследование показывает, что только около половины внутреннего тепла нашей планеты связано с естественной радиоактивностью. Остальное — это изначальное тепло, оставшееся с того момента, когда Земля впервые объединилась из горячего шара из газа, пыли и других материалов.

Новое открытие было получено в результате экспериментов, проведенных глубоко внутри японской горы. Итару Симидзу, физик-физик из Университета Тохоку в Сендае, Япония, и его коллеги использовали геонейтрино — частицы, образующиеся различными способами, особенно во время определенных типов радиоактивного распада, — чтобы более точно оценить количество радиогенного тепла, производимого внутри Земли. Это тепло, которое исходит от распада радиоактивных элементов, таких как уран и торий, а не от остаточного тепла от образования Земли.С марта 2002 г. по ноябрь 2009 г. датчики глубоко внутри горы Икенояма, недалеко от города Камиока, Япония, зарегистрировали 841 нейтрино. По оценкам команды, около 485 из этих нейтрино были произведены атомными электростанциями и другими реакторами, а также ядерными отходами. Еще 245, вероятно, были созданы такими источниками, как космические лучи, поражающие молекулы газа в атмосфере. Таким образом, только 111 нейтрино были связаны с естественной радиоактивностью на Земле, сообщают исследователи сегодня в Интернете в журнале « Nature Geoscience ».Используя другой аналитический метод, они урезали это число до 106.

Несмотря на небольшое количество, по оценкам группы, около 4,3 миллиона частиц, образовавшихся в результате радиоактивного распада урана-238 и тория-232, проходят через каждый квадратный сантиметр поверхности Земли каждую секунду. По словам Симидзу, тепло, непрерывно генерируемое всей этой радиоактивностью, составляет около 20 тераватт. Предыдущие исследования показывают, что радиоактивный распад калия-40, который не могут быть измерены японскими датчиками, дает еще 4 тераватта.В целом, по оценке команды, это радиогенное тепло составляет около 54% ​​тепла, протекающего через поверхность Земли.

Предыдущие оценки радиогенного тепла примерно совпадают с новым значением. Но они были основаны на выводах о химическом составе Земли, сделанных на основе анализа метеоритов, которые предположительно представляют общие пропорции элементов в облаке пыли и газа, из которого образовалась Солнечная система. По словам Дэвида Стивенсона, планетарного физика из Калифорнийского технологического института в Пасадене, новая оценка радиогенного тепла Земли — важный результат.«Приятно видеть, что эта [оценка] основана на реальных измерениях».

Поскольку радиоактивный распад происходит с известной скоростью, результаты показывают, сколько тепла теряет Земля сейчас, а также скорость, с которой она теряла тепло в прошлом, говорит Стивенсон. В частности, данные могут дать представление о том, как скорости, с которыми двигались тектонические плиты Земли — движения, вызванные теплом планеты — могли изменяться с течением времени, отмечает он. «Тектоника плит — это то, как Земля контролирует тепловыделение», — добавляет он.И, в среднем, это тепловыделение также влияет на геофизические процессы, такие как общая скорость вулканической активности.

Как внутренняя радиоактивность Земли, так и ее изначальная теплота уменьшатся в будущие годы, говорит Стивенсон. Сейчас планета охлаждается примерно на 100 ° C каждые 1 миллиард лет, поэтому в конечном итоге, может быть, через несколько миллиардов лет убывающие лучи умирающего солнца будут освещать тектонически мертвую планету, континенты которой замерзли.

Сильная жара может усугубить желудочно-кишечные проблемы

Чрезвычайно жаркая погода заставляет нас потеть и у некоторых людей вьются волосы, но новое исследование впервые сообщает, что это также может усугубить некоторые желудочно-кишечные (GI) проблемы.

Швейцарские исследователи обнаружили, что во время аномальной жары повышается риск обострения воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) и повышается риск инфекционного гастроэнтерита (ИГ).

«Это что-то совершенно новое», — сказала исследователь доктор Кристин Мансер, гастроэнтеролог университетской больницы в Цюрихе, Швейцария.

«Раньше не проводилось исследований, посвященных влиянию изменения климата, выражающегося в увеличении волн тепла, на вспышки ВЗК и IG», — сказал Мансер.

Исследователи определили волну жары как любой период продолжительностью шесть или более дней, когда высокие температуры поднимаются выше среднего дневного максимума более чем на 9 градусов по Фаренгейту (5 градусов по Цельсию).

Исследование показало, что продолжительные периоды жаркой погоды на 4,6% увеличивают риск госпитализации людей с рецидивом воспалительного заболевания кишечника за каждый дополнительный день, пока длилась волна тепла.

Мансер объяснил, что если экстремальная жара начнется в понедельник и будет продолжаться всю неделю, к субботе (шестой день) она будет классифицирована как волна тепла, а к воскресенью (седьмой день) риск вспышек ВЗК увеличится на 4.6 процентов в день.

Болезнь Крона и язвенный колит — это два типа воспалительных заболеваний кишечника, симптомы которых включают боль в желудке, диарею и кровотечение.

Исследование также показало, что риск госпитализации был на 4,7 процента выше у людей, заболевших инфекционным гастроэнтеритом, за каждый дополнительный день сильной жары. [5 способов воздействия изменения климата на ваше здоровье]

Инфекционный гастроэнтерит может вызывать рвоту и спазмы желудка и может быть вызван вирусом, например норовирусом; бактерии, такие как сальмонелла; или паразит, такой как лямблии.

Исследование опубликовано в Интернете сегодня (13 августа) в Американском журнале гастроэнтерологии.

Тепловая задержка

Чтобы выяснить, связаны ли симптомы со стороны пищеварения с волнами тепла, исследователи изучили записи о поступлении в университетскую больницу Цюриха за пятилетний период, которые включали 17 волн тепла.

Всего во время этих жарких периодов в больницу поступило 738 человек с воспалительными заболеваниями кишечника и 786 человек с инфекционным гастроэнтеритом.Исследователи также посмотрели на контрольную группу из 506 человек, госпитализированных с неинфекционными проблемами желудочно-кишечного тракта, но не нашли доказательств эффекта тепловой волны.

Данные показали, что когда возникали волны тепла, они немедленно влияли на риск обострений ВЗК. Но самый высокий риск развития инфекционного гастроэнтерита возник на седьмой день аномальной жары.

Одна из возможных причин задержки вспышек IG на одну неделю заключается в том, что волны тепла меняют бактериальный состав желудочно-кишечного тракта, сказал Мансер.Но это изменение кишечных бактерий требует времени, что может объяснить семидневную задержку в развитии кишечных симптомов, сказала она.

Мансер сказал, что несколько потенциальных механизмов могут объяснить, почему вспышки ВЗК в жаркую погоду. Одна из возможностей заключается в том, что «волны тепла вызывают физический стресс, который, как было показано, вызывает вспышки воспалительного заболевания кишечника», — сказал Мансвер.

Тепло как переломный момент

«Я думаю, что исследование представляет интересное наблюдение, но общее влияние волны тепла на госпитализацию относительно невелико», — сказал д-р.Алан Мосс, гастроэнтеролог медицинского центра Beth Israel Deaconess в Бостоне, не принимавший участия в исследовании.

Увеличение числа госпитализаций на 4–5% может составить одного или двух пациентов с ВЗК или ИГ в год, объяснил Мосс.

Он отметил, что кондиционирование воздуха более распространено в Соединенных Штатах, чем в некоторых местах в Европе, что, возможно, подвергает швейцарских пациентов более высокой температуре наружного воздуха.

Во время жары, вероятно, есть физиологический стрессор или какой-то аспект диеты, который меняется у пациентов с ВЗК, что также может способствовать обострениям, сказал Мосс.

«Волна жары может стать переломным моментом для ВЗК и инфекционного гастроэнтерита», — сказал Мосс.

Другими словами, люди с воспалительным заболеванием кишечника, например, могут испытывать больше приступов диареи при повышении уровня ртути на улице. А поскольку жаркая погода заставляет кого-то больше потеть, этот человек может обезвоживаться.

«Если вы не успеваете восполнить эти потери жидкости, вы чувствуете себя хуже из-за обезвоживания», — объяснил Мосс, побуждая некоторых пациентов с желудочно-кишечным трактом отправиться в отделение неотложной помощи во время аномальной жары.

Подписаться LiveScience @livescience , Facebook и Google+ . Оригинальная статья на LiveScience.

Что значит синдром раздраженного кишечника?

Однажды утром я просыпаюсь и уверена, что за ночь стала третьим месяцем беременности. Пердеж начинается немедленно. Я пропускаю завтрак, трачу полчаса на поиски штанов, которые можно застегнуть на свой раздутый живот, а затем спешу на работу и сажусь за свой стол у двери крошечного офиса, забитого четырьмя редакторами.В животе не урчит, а гудит и визжит. Я ерзаю на стуле, чтобы скрыть какофонию.

Проходит четыре часа. Я хожу в ванную, чтобы встать в кабинке и выпустить все наружу. Мой босс вызывает меня к себе в офис, я встаю, всасываю его и крадусь к ней. Да, конечно, я посмотрю брошюру. Приходит время обеда. Я осторожно ем немного хлеба и арахисового масла, а потом чувствую что-то мерзкое и паническое. Я просто слил газ, не зная? Нет, кто-то нагревает сырный буррито в микроволновой печи.

Измученный к концу дня, я возвращаюсь домой. Я ем свою первую настоящую еду за день и продолжаю идти на ветер каждые 10 минут, как по маслу, пока не ложусь спать. Из-за фанка трудно заснуть. На следующее утро я спешу в ванную, решаю рискнуть позавтракать, затем останавливаюсь у двери, чтобы выйти, чтобы вернуться на второй раунд. Я опаздываю на работу на 10 минут, уже уставший, и две недели выдерживаю то же самое, прежде чем мой кишечник успокаивается и объявляю о поражении.

Некоторые исследователи полагают, что проблема СРК кроется в связи между мозгом и кишечником.

Причина моего тяжелого положения — синдром раздраженного кишечника (СРК) — заболевание, при котором мозг и кишечник не взаимодействуют должным образом. Это функциональное расстройство, а это означает, что оно возникает из-за проблемы, связанной с нормальным функционированием организма, а не из-за чего-то постороннего, например вируса. И в отличие от других болезней, не связанных с иностранными убийцами, например рака, СРК не выявляется ни на каких тестах или экзаменах.

Проблема СРК связана с аномальной моторикой толстой кишки — сокращением мускулов в кишечнике и путём прохождения пищи по ним, — где толстая кишка очень чувствительна и имеет тенденцию к спазму при стимуляции такими вещами, как еда или стресс.Эти спазмы могут привести к слишком быстрому продвижению пищи по пищеварительному тракту (диарея) или застреванию (запор). Люди с СРК также могут быть сверхчувствительными к происходящему в их кишечнике и чувствовать боль, например, из-за небольших газовых карманов, когда другие ничего не чувствуют.

Заболевание встречается часто, поражает от 10 до 15 процентов взрослых и вдвое больше женщин, чем мужчин. Поскольку причина расстройства неизвестна, лечение часто направлено на устранение симптомов: слабительные, отвердители стула, изменение диеты, добавки и даже психотерапия.Психотерапия часто направлена ​​на управление стрессом, но также имеет дело с эмоциональными побочными эффектами стойкого, неизлечимого, в основном невидимого расстройства, запрещенного разговорами за ужином.

Я узнал, что у меня был IBS на втором курсе колледжа, за несколько недель до зимних финалов. Мне сказали, что первым шагом к лечению было ведение журнала питания: в течение нескольких месяцев мне приходилось записывать все, что я ел каждый день, и то, что я чувствовал после этого. Мне также пришлось снизить стресс. Я продержался около трех дней, прежде чем бросить журнал — у кого есть на это время? — и уменьшить стресс, поскольку студент колледжа с приближающимися выпускными экзаменами не был вариантом.Кроме того, я не был уверен, что IBS — это то, что у меня было на самом деле; может, доктор что-то пропустил, может, это мимолетная ошибка.

Я закончил колледж с симптомами включения-выключения, посещал врачей всякий раз, когда мне было особенно плохо, уверенный, что в этот раз мы поймаем что-то ужасное, таящееся в моем кишечнике. Я даже зачерпнул свои фекалии по флаконам и отправил их в лабораторию на поиски жучков. В какой-то момент у меня случился приступ паники, когда я перебрал все, что у меня могло быть: эндометриоз, рак толстой кишки, инопланетянин с разрывом кишечника.

Когда я был студентом, у меня было достаточно перерывов в день, чтобы спрятаться в своей комнате и восстановить силы, но после окончания учебы это стало намного труднее. В дополнение к трудностям на работе я извинялся, чтобы не встречаться с друзьями; часто я был слишком уставшим, чтобы провести ночь на воздушном шаре с газом или беспокоиться о геометрии и механике воздушного потока между ванной и гостиной. Я боялся свиданий с новой второй половинкой. Что, если я пукну в него, пока он большая ложка? Я бы отказался быть физическим с оправданиями вроде головной боли или усталости.

Некоторые исследователи полагают, что проблема СРК кроется в связи между мозгом и кишечником, таинственной связью, посредством которой события, происходящие в кишечнике человека, как полагают, влияют не только на настроение, но и на некоторые из основных аспектов личности. В связи с этим люди испытывают тошноту, например, перед важной речью. Мозг посылает сигналы кишечнику, например, что, если я ошибаюсь и все предсказания моей двоюродной бабушки о провале и развращении сбудутся? , на который кишечник реагирует бабочками или яростным рвотным испугом сцены.Или вместо этого кишечник может сигнализировать о пищевом отравлении ! в мозг, на который мозг отвечает, , который причиняет боль, , и, , быстро найди ванную!

Ученые заподозрили эту связь еще в 1902 году, когда исследование показало, что еда по-разному перемещалась через пищеварительный тракт кошек, когда на них рычали собаки. В 1921 году врач Джон Ньюпорт Лэнгли заложил основу для нашего понимания кишечной нервной системы (ENS), совокупности нейронов — около 100 миллионов — которые простираются от пищевода до прямой кишки и посылают сигналы, как эти бабочки, в организм человека. головной мозг.Но только позже, в 1996 году, когда Майкл Гершон, пионер в области нейрогастроэнтерологии из Колумбийского университета, назвал ENS «вторым мозгом» человеческого тела, масштабы и мрачность этой связи стали очевидными.

Считается, что ENS использует те же нейротрансмиттеры, как серотонин, что и большой мозг в нашей голове. Исследователи долгое время считали, что дисбаланс серотонина в мозге влияет на настроение и вызывает депрессию, и то же самое можно сказать о кишечнике.Кишечник также производит серотонин, и его дисбаланс можно рассматривать как своего рода депрессию второго мозга. Но результатом становится не то, что нутро грустит, а человек, у которого может развиться тяжелая депрессия на всю жизнь.

Одна из новых теорий СРК состоит в том, что на самом деле существует дисбаланс серотонина в кишечнике: у людей с диареей его слишком много, у людей с запором — слишком мало, и оба подвержены риску перепадов настроения, вызванных серотонином.

«Кажется, что всю мою жизнь управляет кишечник до такой степени, что иногда я боюсь выходить из дома.

В самый низкий момент я погуглил «Симптомы СРК» и обнаружил несколько форумов, посвященных людям, страдающим СРК, и другим людям с желудочно-кишечными расстройствами. На одном из них анонимный человек написал: «Кажется, что вся моя жизнь находится во власти кишечника до такой степени, что иногда я боюсь выходить из дома». Другой человек посетовал на невидимость расстройства: «Эта болезнь не проявляется снаружи, поэтому даже хорошие друзья не всегда понимают. Я знаю об этом, поэтому держу это при себе.«СРК не является опасным для жизни заболеванием, но некоторые люди из-за него становятся недееспособными. Они бросают работу, перестают путешествовать и полностью уходят. Некоторые впадают в глубокую депрессию, которая обостряет петлю обратной связи между мозгом и кишечником и усиливает их симптомы.

Как и я, многие люди с СРК слишком стесняются говорить об этом открыто или думают, что из-за того, что это незаметно или несерьезно, их симптомы почему-то не имеют значения. Они также пытаются запихнуть свою жизнь в аккуратную коробочку в надежде, что их беспорядок не беспокоит кого-либо еще.

После прочтения форумов я задержался на несколько месяцев как мрачный затор. Трудно определить точный момент, когда я начал выбираться из трясины, но это произошло где-то между покупкой черных эластичных штанов, подходящих для работы, и тем, что я сел писать эту историю. Увидев всю мою борьбу и беспокойство, записанную на странице, я понял, что, похоже, отодвинул в сторону свои собственные заботы.

Какой , если У меня вздутие живота утром? Какой , если я пукнул в офисе? Меня уволят? Кого это волнует?

В конце концов мы с моей второй половинкой пришли к нескольким соглашениям.Он первым воспользовался туалетом, а я — вторым. Если бы я мог волей-неволей пропустить ветер, то и он тоже. Он также понимал, что я не был разборчивым, когда налагал вето на буррито на ужин, или что когда я сказал , а не сегодня для интимного времяпровождения, это действительно было в наших интересах.