Была создана аналитическая модель системы комбинированной выработки тепла и электроэнергии на основе термосифонных тепловых труб, работающих на глубинном геотермальном источнике. Путем численного расчета взаимодействия тепловой трубы с геотермальным горным массивом были получены динамические характеристики теплоотдачи тепловой трубы. В исследовании, основанном на комплексном термодинамическом и экономическом анализе системы с непосредственным расширением, изучено влияние конструкции тепловой трубы (диаметр, длина, длина слоя теплоизоляции), времени эксплуатации и градиента температуры грунта на характеристики системы комбинированной выработки тепла и электроэнергии. Результаты показывают, что чем ниже температура конденсации пара в тепловой трубе, тем больше тепловой поток, что способствует сокращению срока окупаемости инвестиций. Однако снижение температуры конденсации уменьшает тепловую эффективность системы, и существует оптимальная температура конденсации пара, при которой средняя стоимость электроэнергии минимальна. Тепловой поток снижается быстро в первые 5 лет, затем постепенно стабилизируется; для обеспечения устойчивого долгосрочного (30 лет) теплоизвлечения и предотвращения взаимного влияния соседних труб, расстояние между центрами каждых двух тепловых труб должно быть не менее 80 м. Экономические показатели системы тесно связаны с параметрами конструкции тепловой трубы. При оптимальной температуре конденсации увеличение диаметра и длины тепловой трубы, а также выбор района с более высоким градиентом температуры грунта могут эффективно сократить срок окупаемости и среднюю стоимость электроэнергии.

использование геотермальной энергии;тепловая труба;система комбинированной выработки тепла и электроэнергии;срок окупаемости;средняя стоимость электроэнергии