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关于地底能量的那些事

 

  许多人以为,所谓地热能就是指剧烈的火山喷发、沸腾的温泉等,其实不是这样的,在更多情况下,地热能表现为“温和”的地表浅层低温状态。地球内部的温度高达7000℃,而在100英里左右的深度处,温度会降至900℃左右。热能透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1~5千米的地壳。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。

  你知道岩浆湖吗?

  在夏威夷就有这样一个岩浆湖,它位于基拉韦厄火山口里,它是当今地球上仅存的两个岩浆湖之一(另一个在非洲东部的尼拉贡戈火山口)。夜晚,从火山口上空向下看,不仅能感受到炽热灼人的烈焰,还可以看到湖中的熔岩像翻滚的糖浆一般,偶尔还有火红的岩浆似喷泉一样冲破湖面射向空中。岩浆湖里的岩浆温度可达近千摄氏度,尽管它直接暴露在空气中,却能持续不灭、不凝。这是什么原因呢?原来是岩浆湖的下面有着强烈的热源在不断输送,岩浆湖就像是地球内部巨大热能的一个出口。

  实际上,地球上数以百计的活火山,以及数不胜数的沸泉、温泉等,也都是规模不同的地球内部热能的宣泄口。甚至地热还以我们不易察觉到的方式,悄悄地通过热传递的方式,散发出来。这好比我们身体里的热量会通过皮肤散发出来一样,抑或像冬天室内温热的暖气会从门窗缝隙溜出去一样。

熔岩翻滚的岩浆湖

    听说过地源热泵空调吗?

  在酷热的炎夏,从水井里打出的水,沁人心脾;在雪花飘飘的寒冬,井水冒着丝丝热气,用手探入使人感受到一阵温暖。这是因为浅层地表就像是一个天然的“恒温箱”,这一切都是地热作用的结果。如果夏天能利用起来制冷,冬天能利用起来制暖,那不就起到冬暖夏凉的空调效果了吗?人类的科学家们已研发出“地源热泵”空调,利用的正是地表浅层地热能,此举不但能节约能源,还具有几乎没有污染、可持续利用等优点。

  这种地源热泵空调的工作原理和电冰箱一样,通过制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器等部件中沸腾和凝结的循环,将低温物体的热量传递到高温物体中去。只不过电冰箱是单向传热的,地源热泵则可双向输热。

  地源热泵主要由三部分组成:一是地下换热系统,就是把井打到地层的储水层,冬天把地下水抽出来,经过加热供给居民住宅作暖气使用,这是“地下供热的模式”。夏天,空调器散发的热量把水加热,通过管道回灌到地下储水层储存起来,这样可避免空调散发的热量散布到空气里提高地面温度,这是“地面的空调模式”。二是水源的热泵机组,也就是抽取地下水和热水回灌地下的泵机与管道系统。三是“暖气管道”和“家用空调器”系统。地源热泵组成的空调比一般空调运转更稳定,并且从土壤到热泵之间的换热效率高,热量损失也小。预计到2030年美国地源热泵提供的热能相当于6800万吨石油。但是,目前地源热泵的安装对技术的要求较高,维护工作相对困难,还必须要解决好热水回灌污染地下水等一系列问题。

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[责任编辑:李鹭]
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