1. Орталықтандырылған жылумен жабдықтау

2. 1.3 Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің түрлері 

Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің міндеті тұтынушыларды керекті жылу мөлшерімен қамтамасыз ету. Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің екі түрі болады: орталықтандырылған және жекешелендірілген түрлері болады.

Жекешелендірілген жылумен қамтамасыз ету жүйелері жылумен тек бір тұтынушыны қамтамасыз етеді. Орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйелері жылумен бірнеше тұтынушыларын қамтамасыз етеді. Орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйелері тұтынушыларға байланысты төрт түрге бөлінеді:

-бір топ тұтынушыларды (бірнеше үйлерді) қамтамасыз етуге арналған;

- аудандық – бір ауданды жылумен қамтамасыз етуге арналған;

- қалалық – бір қаланы жылумен қамтамасыз етуге арналған;

- қала аралық – бірнеше қаланы жылумен қамтамасыз етуге арналған.

Орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйелеріне кіретін: жылу мен жылутасығыш дайындау; жылу тасығышты (жылуды) тұтынушыға жеткізу; жылуды пайдалану. Жылу мен жылутасығыш дайындауы жылу электр орталықтарында, аудандық әлде қалалық қазандықтарында (жылу көздерінде) өтеді. Жылу тасығышты (жылуды) тұтынушыға жеткізуі жылулық желілер арқылы өтеді. Жылуды пайдалану жылу қабылдағыш қондырғыларында өтеді

Орталықтандырылған - бір жылу көзінен жылуэлектрорталығынан (ЖЭО) немесе аудан қазандықтарынан (АҚ ) бірнеше ғимараттарға жылу беріледі.

Жылу көзінде өндірілетін жылутасымалдағыш су немесе сулы бу түрлері болуы мүмкін, осыған байланысты жылумен қамту жүйелері сулы немесе булы болады. Жылумен қамтудың сулы жүйелері негізінде тұрғын жəне қоғамдық ғимаратардың жылыту, желдету жəне ыстық сумен қамту жүйелері үшін қолданылады. Жылумен қамтудың булы жүйелері өндірістік кəсіпорындар үшін қолданылады.

Аудандық қазандықтарда булы немесе суыстқыш қазандары қолданылады, олар энергияның тек бір түрін - жылуды өндіреді. Тұтынушылар бұл жылу энергиясын бу немесе ыстық су түрінде алып ғимараттарды жылытуға қолданады. Жылутасымалдағыштың қозғалуын ұйымдастыруына байланысты жылумен қамту жүйелері тұйық, жартылай тұйық және тұйықталмаған болуы мүмкін.

Тұйық жүйелерде тұтынушы тасымалдағыштың жылуын жартылай ғана пайдаланады, ал 20 тасымалдағыш өзі жылуының қалған мөлшерімен жылу көзіне кері қайтады, онда ол қайтадан жылумен толығады (екі құбырлы жабық жүйелер). Тұйық сулы жүйелер жабық жылумен қамтуға қарайды, ал тұйықталмағандар ашық жүйелеріне жатады.

Жартылай тұйық жүйелерде тұтынушы тасымалдағыштың өзін де, ондағы бар жылуды да тұтынушыда толығымен қолданады. Абоненттік ендірімде жылу жүйелерінен жылу тұтынудың жергілікті жүйелеріне ауысады. Бұл жағдайда көбінесе, ыстық сумен қамту жүйелері үшін су дайындауға жергілікті жылыту жүйелері мен желдету жүйелерінде қолданылмай қалған жылу пайдаға асырылады. Өндірімде жылу көлемі мен потенциалы жергілікті реттеледі де, осы жүйелердің жұмысына бақылау жүргізіледі. Жылу желілеріндегі жылу құбырларының санына байланысты жылумен қамту жүйелері - бір, екі, үш, төрт және көп құбырлы болуы мүмкін. Жылумен қамту жүйелері құбырлар санына байланысты бір құбырлы және көп құбырлы болуы мүмкін, кеңінен қолданылатыны - екі құбырлы жылу желілері. Тұтынушыларды жылу энергиясымен қамтамасыз ету әдісі бойынша жылумен қамту жүйелері бір және көп сатылы болуы мүмкін. Бір сатылы жылумен қамту жүйелерінде тұтынушылар жылу желілеріне тікелей қосылады. Жылу тұтынушылар жылу желілеріне жергілікті жылу пунктері (ЖЖП) арқылы жалғастырылады, бұл абоненттік ендірімдер деп аталады. ЖЖП-да тасымалдағыш параметрлері тұтынушылардың талаптарына сәйкес өзгеруі мүмкін (3.1 сурет).

3.1-сурет. Бір сатылы жылумен қамту жүйесінің сұлбасы: ПК - пиктік қазан; НЖҚ - негізгі жылуқыздырғыш (қазан); ЖС - желілік сорғыш; ЖЖП - жергілікті жылу пункті; 1 - жылу желісінің магистральды құбырлары; 2 - тарамдардың жылу құбырлары

2. Ғимараттың жылу тепе-теңдігін жазыңыздар және оған кіретін

Орталық жылумен жабдықтау жүйелерінде жылу желілері арқылы жылу тұтынушыларына жылу беріледі.

Технологиялық жүктеме графигі өндірістік кәсіпорындардың технологиялық процестері мен олардың жұмыс режимдеріне, ал ыстық сумен жабдықтау жүйелерінің жүктеме графиктері тұрғын үй мен қоғамдық ғимараттардың жағдайларын жақсарту, тұрғындардың құрамы мен олардың жұмыс күндерінің тәртібіне, моншалар мен кір жуу орындарына байланысты болады.

Технологиялық жүктеменің жылдық графиктері меныстық сумен жабдықтау жүйелерінің графиктері жыл уақыттарына байланысты.

МЖЖ өзгеруі сол аймақтың ауа-райымен байланысты: сыртқы ауаның температурасы; желдің бағыты мен жылдамдылығы; күн сәулесінің жылуы; ауа ылғалдылығы мен т.б. Осылардың ішіндегі ең маңыздысы сыртқы ауаның температурасы. МЖЖ-ің жыл бойында өзгергенмен, тәуліктік өзгерісі негізінде болмайды. МЖЖ-іне кіретіндер: жылыту, желдету және ауаны кондиционерлеу. Жылыту мен желдету қысқы, ал ауа кондиционерлеуі жазғы жүктемелерге жатады.

ЖЖЖ-ге кіретін өндіріс орындарының тәсілдемелік бу мен ыстық су  жүктемесі және тұрмыстық ыстық су жүктемесі. Бұл жұктемелер мөлшерінің өзгеруі өндіріс пен тұрмыстық орындарының жұмыс тәртібіне байланысты.

Ыстық су мен өндірістік бу жүктемелері сыртқы ауаның температурасымен байланысы өте аз болады. ЖЖЖ-ің тәуелдік өзгеруі тұрақсыз болғанымен, жыл бойы мөлшері тұрақты болады.

МЖЖ-не кіретін жылыту және желдету жүктемелері. Жылыту жүктемесінің ең бірінші міндеті тұрғын үйлер мен қоғамдық ғимараттар ішіндегі ауаның температурасын керекті деңгейінде ұстап тұру. Бұл үшін жылудың шығыны мен кірісінің теңдігін сақтау қажет. Жылудың шығыны мен кірісінің теңдігін келесі формуламен көрсетуге болады

 

                     Q = Q_т + Q_и = Q_о + Q_тв ,                                                     (5.1) 

 

мұндағы:   Q – тұрғын үйлер мен қоғамдық ғимараттардың толық жылу шығыны; Q_т – үйлер мен ғимараттардың қабырғасы арқылы жылу шығыны; Q_и – инфильтрация арқылы жылу шығыны бұл әртүрлі саңылаулар арқылы сырттан кірген ауаны жылытуға шығын болған жылу; Q_о – жылуландыру жүйелер арқылы үйлер мен ғимараттарға кірген жылу; Q_тв – ішкі жылу мөлшері.

Негізінде жылу шығыны қабырғалар арқылы болғаннан  Q_т , толық жылу шығынын келесі формуламен өрнектейміз

 

                 Q = Q_т·(1 + μ) ,                                                                       (5.2) 

 

мұнда  μ = Q_и / Q_т – инфильтрация (саңылаулық) коэффициенті.

Тұрғын үйлердегі ішкі жылу бөліну Q_тв қоректендірілуі ретінде адамдар болып табылады, яғни олар тағамдар дайындау приборларын және жарықтандыру приборларын қолданады.

Сыртқы қоршаулар арқылы жылу берілудің жылу шығындары, Дж/с немесе ккал/сағ, есептеулерде төмендегі формула бойынша анықталады

Q_т=∑kF∙∆t (5.3)

мұндағы F-жеке сыртқы қоршаулардың жазықтығының ауданы,

k-сыртқы қоршаулардың жылу алмасуының коэффициенті, Вт/(м²К) немесе ккал/(м² ∙сағ∙С^о )

∆t-қоршау құрылғыларының ішкі және сыртқы жағындағы ауаның температурасының айырмашылығы.

Ішкі өлшемдері бойынша бөлменің көлемі V,м³ , жоспардағы периметрі Р, м, жоспардағы ауданы S,м² және биіктігі L, м бар (3) теңдеу проф.Н.С. Ермолаев ұсынған формулаға жеңіл келтіріледі.

Жылуландыру жүйелерін жобалаған кезде ішкі жылу мөлшерін есепке алмайды Q_тв = 0, сонымен толық жылу шығыны мен жылуландыру жүйелер жылуы тең болуы қажет Q= Q_о .

 Үйлер мен ғимараттардың қабырғалары арқылы кететін жылу шығынын профессор Н.С. Ермолаев формуласымен табуға болады

 

                    Q_т = q_о·V·(t_в – t_н) ,                                                                (5.4)

 

Ал толық жылу шығынын, әлде жылуландыру жүйелер жылуын инфильтрация коэффициентімен ескереміз

 

       Q= Q_о = (1 – μ)·q_о·V·(t_в – t_н),                                                            (5.5)

 

мұндағыμ – инфильтрация (саңылаулық) коэффициенті, (тұрғын үйлерге 0,03-0,06; ал өндіріс ғимараттарына 0,25-0,30 аралығында болады); q_о – үйлер мен ғимараттардың меншікті жылу шығыны, Вт/(м³·К); V – үйлер мен ғимараттардың сыртқы қабырға бойымен алынған көлемі, м²; t_в, t_н – жылытылатын үйлер мен ғимараттардың ішкі және сыртқы ауа температурасы, К (^оС).

Жылуландыру жүйенің жылу қуатын есептеген кезде (2.3) формуласын қолданады, ал инфильтрация коэффициентін (μ) есепке алу үшін меншікті жылу шығынының (q_о) мөлшерін шамамен жоғарылатып алады. Тұрғын үйлердің меншікті жылу шығыны 5.1 кестеде көрсетілген.

Кесте 5.1

Тұрғын үйлердің меншікті жылу шығыны

Үйлер қабаттығы	1	2 – 3	4 – 5	6 және жоғары
Меншікті жылу шығыны, Вт/(м3·К)	0,7 – 0,8	0,47 – 0,58	0,42 – 0,47	0,35 – 0,4

Үйлердің ішіндегі ауаның температурасын санитарлық норма бойынша алу қажет t_в = 18 ^оС. Сыртқы ауа температурасы t_н жылытуды жобалауға арналған, 50 жылдағы ең салқын сегіз қыс кезіндегі, ең салқын бес күндіктің орташа температурасы алынады t_но. Бұл температура жергілікті ауа-райына байланысты.

Желдетуге шығынданған жылу мөлшері келесі формуламен табылады:

                                  Q_в = q_в·V·(t_в – t_н) ,                                                   (5.6)

мұндағы q_в – ғимараттарды желдетуге шығынданған меншікті жылу, Вт/(м³·К); V – үйлер мен ғимараттардың сыртқы қабырға бойымен алынған көлемі, м³; t_в, t_н – желдететін ғимараттардың ішкі және сыртқы ауа температурасы, К (^оС).

 Сыртқы ауа температурасы t_н желдету жүйелерін жобалауға арналған температураға t_нв тең алынады. Ғимараттарды желдетуге шығынданған меншікті жылу мөлшері құрылыс нормалары мен ережелерінде берілген, ал шамамен q_в = 0,235 Вт/(м³·К);

3. Ашық және жабық жылумен жабдықтау жүйелері

Жылумен жабдықтау жылу көзінен, жылу тасығышты тұтынушыға жеткізетін жылу торабынан және жылу тұтынатын қондырғылардан тұрады. Жылумен жабдықтау бір орталықтан жылумен жабдықтау және жергілікті жылумен жабдықтау болып ажыратылады. Бір орталықтан жылумен жабдықтау жылуды өндіру орнынан тысқары орналасқан көптеген тұтынушыларға жылу жеткізуді қамтамасыз етеді. Мұндай жағдайда қала мен өндіріске қажетті жылу көзі ретінде жылу электр орталықтары (ЖЭО) және жылыту қазандықтары кеңінен таралған. Бір орталықтан жылумен жабдықтау жергілікті жылумен жабдықтау жүйесіне қарағанда отынды едәуір үнемдеуге мүмкіндік береді. Оның құрамына жылу көзі (қазандық немесе ЖЭО) және жылуды тұтыну орындарына жеткізіп беретін құбырлар (қ.Жылу торабы) кіреді. Үйлерді ыстық сумен жабдықтау жүйелерін жылу тораптарына қосу тәсіліне қарай бір орталықтан жылумен жабдықтау жабық және ашық жылумен жабдықтау жүйелеріне бөледі. Бірінші жағдайда үйлердің ыстық сумен жабдықтау жүйелері жылу тораптарына су ысытқыштар арқылы жалғанады. Мұнда жылумен жабдықтау жүйесінің барлық тораптық суы жылумен жабдықтау көзіне қайтып оралады. Екінші жағдайда су жылу торабынан тікелей алынады. Жергілікті жылумен жабдықтау жүйелерін дербес (цех, бөлме немесе пәтер дербес жылу көзінен, соның ішінде пеш арқылы жылумен қамтамасыз етіледі) және жеке (әрбір ғимарат өзінің жылу көзімен жабдықталады, оны ғимаратты орталықтан жылыту деп атайды) жылумен жабдықтау түрлеріне ажыратады.^[2]

Жылумен қамтудың ашық жүйесінің жылу желісіндегі жылу тасымалдағыштың шығыны және жылумен жабдықтау көздерінің шықпаларындағы, сондай-ақ жергілікті жылу пунктеріндегі арын көптеген факторларға: ыстық сумен қамтудың жылу жүктемесі және жылумен қамту жүйесінің жалпы жылу жүктемесінің қатынасына, суды тарату орнына немесе суды жылу желісінің беруші және кері құбырларынан бөлу қатынасына байланысты. Ыстық сумен қамтудың жергілікті желілерінде жылумен қамтудың циркуляциялық контурлары бар ашық жүйелерінің жылу торабы қызметінің гидравликалық режиміне аталған факторлардан басқа осы контурлардың қызметі де әсер етеді, себебі жылу тасымалдағыштың шығыны ыстық сумен қамтудың жергілікті жүйелерінде айналатын ыстық су шығынының есебінен артады.

Жылумен қамтудың жабық сұлбасында тұтынушылардың ыстық сумен қамту жүйесі су қыздырғыштар арқылы екі құбырлық су жылу желілеріне қосылады.

2.1 Қазақстанның электр энергетикасы жүйесінде жылу электр станцияларының (жэс) атқаратын ролі

Жылуды қамтитын электр станциялары ЖЭС сұлбадан өндірістік бу мұқтаждық  үшін ыстық  су  циклімен  ерекшеленеді.

Жылуды қамтитын бу алымы  өндіріске барады (бойлер),тороаптық су  сорғысы арқылы қала және өндіріс шаруашылығына беріледі. Су жылытқыштағы конденсат  сорғы  арқылы  деаэраторға  барады.

Жылу  электрстанциясында  қуаты 100–250МВт болатын жылуландырулық  турбоқондырғылар  қолданылады.

Алынған буды жылулық мақсатта қолдану кезінде аралық турбина сатысынан өткенде конденсаторға түсетін бу және айналма судың көлемі  азаяды.

Сондықтан  жылу орталықтардың  ПӘК 60-70%  және одан жоғары  болады, жылулық  энергияны  алыс  аралықтарға  жеткізгенде, 

жылу  шығыны  болады, сол  себепті   жылу орталықты тұтынушылардан  алысқа  салмайды.Соңғы  уақытта  жылу электр орталықтарын  блокты  түрде  жобалап,  оның  ауласын 5-10км алыс аралықта салып, жылуды турбақұбыр арқылы тасымалдау   қаралды.