1 Сурет. Жылыту және ыстық сумен қамтуға жылу жіберуді байланысты реттеу кезінде жергілікті жылу пунктінің принципиалдық сұлбесы

Э - элеватор; С – суараластырғыш; ТР - температура реттегіш;

ШР – шығын реттегіш; КҚ – керіқақпа; ЫЖҚ – ыстық сумен қамту жүйесі; ЖЖ – жылыту жүйесі

Жылыту мен ыстық сумен қамтудың үйлесімді жүктемесі бойынша орталық сапалы реттеу кезінде желілік судың G_o+h=G_o+G_h1 тұрақты шығыны қалады, ол жылыту температурасының графигі бойынша жылытуға кететін су шығынына тең. Абоненттік жылу пунктінде желілік судың бұл шығынын ыстық сумен қамту G_h1 және жылыту жүйелері G_o арасында сыртқы ауа температурасына байланысты есептік тәртіпте таратылады. Міне осылай, орталық сапалы реттеу біріккен жүктеме бойынша жергілікті санды реттеумен толықтырылады. ЖЖП-да шығын реттегіші ыстық сумен қамту жүйесін қосу алдында орнатылады, ол жылыту мен ыстық сумен қамтуға тұрақты есепті шығынды қамтамасыз етеді.

Тұрғын, қоғамдық ғимараттардың жылыту жүктемелері тұрақты емес, уақыт бойынша өзгерудің өз заңдылықтары бар. Міне, маусымдық жылу жүктемелері - жылыту, желдету және ауа баптау негізінен сыртқы ауа температурасының өзгеруіне байланысты және тәуелдік ішінде өзгеруімен де сипатталады. Жыл бойындағы жылу жүктемелері - ыстық сумен қамту және өндірістік кәсіпорындарында технологиялық жүктеу, керісінше жыл маусымда тұрақты, бірақ тәулік ішінде өзгереді. Міне осылай жылу жіберудің нақты режимін талап етеді.

Жылу жіберуді реттеу әдісі жылу шығыны Q және жылыту ортасы арасындағы жылу балансына және жылынған ортадан алған жылу шығынымен негізделген

, (4.1)

мұнда с – тасымалдағыштың меншікті жылу сыйымдылығы, кВт/(кг⁰С); G – тасымалдағыштың шығыны, кг/сағ;  – жылу желісіннің беретін және қайтатын құбырларындағы тасымалдағыштың температураларының айырмашылығы, ⁰С; n – жылу қыздырғышының жұмыс істеген сағаты; k–жылу қыздырғышының жылу беру коэффициенті, кВт/(м^{2 о}С); F– жылу қыздырғышының жылу беті, м²; t – жылу қыздырғышының температуралық айырылымы, ⁰С.

Теңдеу (4.1)-ден әр көрсетілген параметрден жылу жіберуді реттеу әдістері мүмкін екені көрініп тұр. Бірақ жылыту жүктемесін реттеу үшін кең мүмкіндікті температуралық айырылымы t өзгерту әдісі ғана береді, ол жылытатын және жылынатын орталардың орташа арифметикалық айырмашылығына тең

, (4.2)

мұнда ₁,₂ – жылу желісінің тиісті беретін және қайтатын құбырларындағы жылу тасмалдағыштың температуралары, ⁰С; t₁,t₂– жылу қыздырғыштың тиісті дейінгі және кейінгі жылынатын ортаның температуралары, ⁰С.

Жылынатын ортаның температуралары берілген көлем болып тобылады. Сондықтан жылу жүктемесін реттеу жылынатын орталық орташа арифметикалық температурасын өзгертумен ғана мүмкін болады .

Жылыту жүктемелерін реттеу үшін жылу тасымалдағыш су болған жағдайда кең мүмкіндіктерге ие болда. Бұл кезде жылу қыздырғыштың орташа температурасы төменгі әдіспен реттеледі:

сапалы - жылу жіберу, егер жылу тасымалдағыштың су шығыны тұрақты, аспатарға кіретін температурасы өзгеру арқылы реттеледі;

Жылу тасымалдағыштың аспатардан шығатын температурасы кіретін температурасы мен су шығынына байланысты. Сондықтан, әр көрсетілген әдісте аспатардан шыға-берісіндегі температура жылытылатын маусым кезеңінде ауысып тұрады.

Негізінен әдістерден орталық реттеулер бірігіп қолданылады.Яғни жылу жіберудің орталық сапасын реттеу кеңінен қолданылады. Бұл келесі себептермен түсіндіріледі: орталық сапалы реттеу үнемдірек, өйткені бұл жағдайда жылу тұтыну кезінде электр энергиясын өндіру жоғарырақ.

Жылумен қамтуда сапалы реттеу жақсы жылумен қамтамасыз етеді және есептік қысымның айырылымы үлкен биіктігі кішкентай өндірістік ғимараттардың жылыту жүйелері үшін ғана экономика жағынан тиімді. Мұндай жүйелер үшін су шығынын төмендету кезінде жылу тасымалдағышты таратудағы гравитациялық қысым әсерінің өзгеруі үлкен емес, сондықтан үлкен көлемді биік ғимараттарға жететін жылыту жүйелерін тік реттеу мүмкіндігі аз. Жылумен қамту жүйесі үшін сапалы реттеуді қолдану жылумен қамту сапасын қанағаттандырады және жылу тасымалдағышты жіберу кезінде электр энергиясын үнемдейді.

Егер жылу желісі жоғары гидравликалық тұрақтыққа ие болса, жылу тасымалдағыш шығынының сатылы өзгеруімен орталық сапалы санды реттеуде негізделетін үшінші әдісті пайдалану мүмкін. Ашық жылумен қамту жүйелерінің көбінде екі құбырлы жылу желісі тек маусымдық жылу жүктемесін ғана емес жыл бойындағыны да қатағаттандыра алады.

Жылу қыздырғыштардың жылу сипаттамасының теориясы негізінде төменгі өрнектер алынды:

- жылу желісіндегі беретін құбырдағы судың температурасы

_о1 = t_i + (^_жа - t_i) +(^_o1 - ^'_жа) , ^oC (4.3)

- жылыту желісіндегі беретін құбырдағы судың температурасы

₀₃ = _о1 - (^_о1 - ^₀₃)  , ^оС (4.4)

- жылыту желісіндегі қайтатын құбырдағы судың температурасы

_о2 = _о1 - (^_о1 - ^_о2)  , ^оС (4.4)

мұнда - жылытудың салыстырмалы көрсеткіші;

₀₁, _03, _о2 – жылу желісіндегі беретін құбырындағы, жергілікті жылыту жүйесінің беретін және қайтатын құбырларындағы жылу тасымалдағыштың есептік температуралары; t_i – бөлмедегі ішкі ауаның есепті температурасы; _жа=0,5(₀₃+₀₂) - жылыту аспаптарындағы орташа температурасы.

Сыртқы ауаның әр температурасында жылыту маусымының ұзақтығына сәйкес жылу желісінің беретін ₀₁ құбырларындағы және жергілікті жылыту жүйесінің беретін ₀₃ және қайтатын _о2 құбырларындағы судың температуралары анықталады.

Ашық жылумен қамту жүйесінің беретін құбырдағы судың минималды температурасы тұрақты және 60С, сондықтан беретін құбырдың температуралық графигінде кесу пайда болады, яғни сыртқы ауа температуралары диапазоны +8С-ден t_н-ге дейін температуралық график сынады. Сыртқы ауа температуралардың бұл диапазонында жылу жіберуді реттеу жергілікті жүзеге асады, ал температуралық график аралас деп аталады. Бұл жағдайда жылытуға жылу жіберуді реттеудің екі диапазоны бар. Жылу желісіндегі судың температурасын тұрақты болған жағдайда орталық сапалы реттеу t_н - ден t_о-ге дейін анықталады.

Жылу жілісінен жергілікті жылыту жүйесіне келетін судың шығыны

, кг/с (4.5)

мұнда - жылытуға жылу ағыны мВт; с - судың жылу сыйымдылығы, қабылданады 4,19 кдж/(кгС).

Жылыту жүйесінің температуралық графигінің есебі 4, 5 кестелерінде келтірілген, ал жылыту жүктемесі Q_о, тасымалдағыш температуралы  , су шығынының G_о графиктері 2 суретте көрсетілген.

Кесте 4

Жылытулық температуралық графиктің есебі

№

t_н,^oC

Q_o^отн

Q_o мВт

G_o, кг/с

1

8

0,1852

159,702

48,708

33,893

38,523

2572,757

2

5

0,2407

207,612

56,418

37,159

43,177

2572,757

3

0

0,3333

287,463

68,796

42,129

50,462

2572,757

4

-5

0,4259

367,313

80,756

46,682

57,330

2572,757

5

-10

0,5185

447,164

92,412

50,931

63,894

2572,757

6

-15

0,6111

527,015

103,831

54,942

70,220

2572,757

7

-20

0,7037

606,866

115,057

58,760

76,353

2572,757

8

-25

0,7963

686,716

126,121

62,417

82,325

2572,757

9

-30

0,8889

766,567

137,047

65,936

88,158

2572,757

10

-35

0,9815

846,418

147,852

69,334

93,871

2572,757

11

-36

1,0000

862,388

150,000

70,000

95,000

2572,757

Сынық нүкте

3,57

0,2671

230,385

60,000

38,628

45,307

2572,757

Түзету нүктесі

-21,672

0,7347

633,568

118,773

60,000

78,367

2572,757

Аралас температуралық графиктің есебі

Кесте 5

№

t_н,^oC

Q_o^отн

Q_o мВт

 

G_o, кг/с

1

8

0,185

159,702

48,708

60,000

38,628

45,307

1783,404

2

5

0,241

207,612

56,418

56,418

37,159

45,307

2572,757

Сынық нүкте

3,574

0,267

230,385

60,000

60,000

38,628

45,307

2572,732

4

0

0,333

287,463

68,796

68,796

42,129

50,462

2572,757

5

-5

0,426

367,313

80,756

80,756

46,682

57,330

2572,757

6

-10

0,519

447,164

92,412

92,412

50,931

63,894

2572,757

7

-15

0,611

527,015

103,831

103,831

54,942

70,220

2572,757

8

-20

0,704

606,866

115,057

115,057

58,760

76,353

2572,757

Түзету нүктесі

-21,672

0,735

633,568

118,773

118,773

60,000

78,367

2572,757

9

-25

0,796

686,716

126,121

126,121

62,417

82,325

2572,757

10

-30

0,889

766,567

137,047

137,047

65,936

88,158

2572,757

11

-35

0,981

846,418

147,852

147,852

69,334

93,871

2572,757

12

-36

1,000

862,388

150,000

150,000

70,000

95,000

2572,757

Сурет 2

Түзетілген температуралық графиктің есептеуі

Бұл температуралық график жылыту температуралық графигінің негізінде есептеледі және оның миқсаты төмендегі көрсеткіштерді анықтау болып табылады:

• 8 ^оС t_н t_нк диапазонында сыртқы ауа температурасына байланысты беретін және қайтатын құбырлардағы желілік су температурасын анықтау;

• жылыту және ыстық сумен қамту жүйелері арасында беретін құбырдағы желілік суды тарату;

• ыстық сумен қамтуға сыртқы ауа температурасының байланысты беретін және қайтатын құбырлардағы ыстық суды (соған сәйкес шығынды) бөлу.

Түзетілген температуралық графиктің есебі төменгі кезектікпен өткізіледі:

• ыстық сумен қамтудың баланстық жүктемесі анықталады

Q_hб =Q^_hm, мВт (4.6)

• сыртқы ауа температуралар диапазон 8^оСt_нt_нк аралығында жылытуға судың қатыстық шығыны есептеледі

= (4.7)

• сыртқы ауа температуралар диапазоны t^_нt_нt^_нк аралығында беретін және қайтатын құбырлардағы судың температурасы анықталады

₁=t_i+(^_пр-t_i) +(^_o1-^_пр) , ^оС (4.8)

₂=t_i+('_пр-t_i) -0,5('_см-^_о2) , ^оС (4.9)

- түзетілген температуралық графиктің сынық нүктесі жылыту температурасының графигінен сыртқы ауа температурасы t^_н сынық нүктесіне сәйкес қабылданады. Сондықтан формулалар бойынша беретін және қайтатын құбырлардағы су температура есептеледі.

- сыртқы ауа температуралар диапазоны t^_нt_нt^_нк жылытуға су шығыны G_o, төмендегідей есептеледі

G_o=G^_o , кг/с (4.10)

немесе

G_o= (4.10a)

• ыстық сумен қамтуға баланстық судың шығыны табылады

(4.11)

- әртүрлі t_н кезінде беретін және қайтатын құбырлардың су тарату бөлігі

анықталады. Температуралар диапазонында t^_нt_нt^_нк болғанда ₁ t_н беретін және қайтатын құбырлардағы суды араластыру арқылы жүзеге асады. Яғни ₂0 и ₁1 болғанда.

Беретін құбырдан су тарту бөлігі төменгідей анықталады

₁= (4.12)

Қайтатын құбырдан су тарату бөлігі

₂=1- ₁ немесе ₂= (4.13)

Түзету нүктесі t_нк кезінде ₁=0, ал ₂=1 тең. Температуралар диапазоны t_нкt_нt^_о ыстық су қайтатын құбырында ₂_п желілік су мен суық құбыр суын араластырғанда пайда болады

₂^= (4.14)

Суық су қосынды бөлігі _х төмендегідей анықталады

_х=1-^₂ немесе _х= (4.15)

- әртүрлі t_н болған кезде ыстық сумен қамтуға беретін G_h1 және G_h2 қайтатын құбырларлардағы абсолюттік судың шығындары, кг/с, анықталады

8t_нt^_нк диапазон аралығында

G_h1=G_hб₁ (4.16)

G_h2=G_hб₂=(1-₁) G_hб (4.17)

t_нкt_нt^_о диапазон аралығында

G_h2=G_hб^₂ (4.18)

Реттеу біріккен жылыту және ыстық сумен қамту жүктемелері бойынша - түзетілген температуралық графигі ₁ және _2, желілік су шығындарының тарату есебі 6 кестеде келтірілген, ал графиктері 3, 4 суретте көрсетілген.

	Түзетілген температуралық графиктің есебі																								Кесте 6
№	tн,oC	Qoотн	Qhб	Qo мВт	Qo+h, мВТ						Gо,отн		Go, кг/с		В1		В2		Ghб		Бер. Gh1		Қайт.Gh2			Go+h, кг/с
1	8	0,185	143,62	159,70	303,32	65,92	37,53		51,23		0,69		1342,55		0,79		0,21		623,23		493,27		129,96			1835,82
2	5	0,241	143,62	207,61	351,24	61,27	36,26		48,03		0,77		1981,18		0,95		0,05		623,23		591,58		31,65			2572,76
Сынық нүктесі	3,574	0,267	143,62	230,39	374,01	64,54	37,79		49,85		0,80		2055,29		0,83		0,17		623,23		517,46		105,77			2572,76
4	0	0,333	143,62	287,46	431,09	72,59	41,43		54,26		0,86		2201,33		0,60		0,40		623,23		371,43		251,80			2572,76
5	-5	0,426	143,62	367,31	510,94	83,59	46,16		60,16		0,91		2342,27		0,37		0,63		623,23		230,49		392,74			2572,76
6	-10	0,519	143,62	447,16	590,79	94,34	50,57		65,82		0,95		2438,53		0,22		0,78		623,23		134,23		489,00			2572,76
7	-15	0,611	143,62	527,01	670,64	104,91	54,74		71,29		0,97		2507,44		0,10		1		623,23		65		557,92			2572,76
8	-20	0,704	143,62	606,87	750,49	115,32	58,71		76,62		0,99		2558,57		0,02		1		623,23		14		609,04			2572,76
Түзету нүктесі	-21,672	0,735	143,62	633,57	777,19	118,77	60,00		78,37		1,00		2572,76		0,00		1,00		623,23		0,00		623,23			2572,76
9	-25	0,796	143,62	686,72	830,34	125,61	62,51		81,81		1		2597,57		0,00		1		623,23		0		623,23			2597,57
10	-30	0,889	143,62	766,57	910,19	135,79	66,17		86,90		1		2627,98		0,00		1		623,23		0		623,23			2627,98
11	-35	0,981	143,62	846,42	990,04	145,87	69,70		91,89		1		2652,13		0,00		1		623,23		0		623,23			2652,13
12	-36	1,000	143,62	862,39	1006,01	147,88	70,39		92,88		1		2656,36		0,00		1		623,23		0		623,23			2656,36

Сурет 3

Сурет 4

5.ЖЫЛУ ЖЕЛІЛІРІНІҢ ЕСЕПТІ СУ ШЫҒЫНДАРЫ

Жылу желілерінің гидравликалық есебін орындау үшін белгілі жылу ағындардын қолданып жылумен қамту жүйесінің әр түрлі жұмыс мерзімі кезінде құбырлармен тасымалданатын су шығыны анықталады.

Жылытылатын мерзім үшін құбырлардағы есепті су шығыны

(5.1)

Жылу жіберуді реттеу жылыту және ыстық сумен қамту жүйелерінің біріккен жүктемелері бойынша откізгенде К₃ =0, бұл жағдайда

(5.1a)

Жылытылмайтын мерзім үшін құбырындағы есепті су шығыны

(5.2)

Жылу қолданатын тұтынушылар үшін су шығыны былай анықталады:

- жылытуға

(5.3)

- желдетуге

(5.4)

Жылытылмайтын мерзімдегі ыстық сумен қамтуға ашық жүйеде

- орташа

(5.5)

- максималды

(5.6)

Жоғарыда келтірілген өрнектердегі белгілер:

с – судың меншікті жзылусыйымдылығы, қабылданады 4,19 кДж/кг˚С;

'₀₁, '₀₂ – жылумен қамту жүйесінің беретін және қайтатын құбырларындағы судың температуралары,˚С;

'_v2 – желдету жүйесіндегі қайтатын құбырындағы судың температурасы, ˚С;

t_h, t_c – ыстық және суық судың температуралары, ˚С

 – жылытылатын мерзімге қарағанда жылытылмайтын мерзімдегі ыстық сумен қамту жүйесінің орташа жылу ағынының өзгеруін ескеретін коэффициенті.

G₀=33,969*10³/4,189*(150-70) =101,340 кг/с

G _v=4,076*10³/4,189*(150-70) =12,161 кг/с

G _{h m=}5,657*10³/4,189*(60-5)=24,549 кг/с

G _{h max}=2.4* G _{h m}=2,4*24,549=58,917 кг/с

Сонымен,

G _d =G₀+G_v=101,340+12,161=113,501 кг/с

Жылумен қамыту жүйесінде жылытылатын мерзімінде беретін және қайтатын құбырлардағы су шығындары тепе-тең

G _d =G_d1=G_d2 (5.7)

Жылумен қамыту жүйесінің жылытылмайтын мерзіміндегі есепті су шығыны анықталады.

-жабық жүйедегі беретін құбыр үшін:

G_d1^s=β*G _{h max}=0,8*58,917=47,134 кг/с

Қалған 24 кварталдың есептеулері 7 -кестеде көрсетілген, жылу желісінің учаскелерінде есепті су шығыны графикалық бөлімде көрсетілген.

Кесте 7

есепті жылу шығындары							Жылытылатын мерзімде						Жылытылмайтын мерзімде
Кв	Qo	Qv	Qhm	Qhmax	Qhmaxs	Go+h		Gv	Gd	Ghm	Ghmax	Gd1s		Gd2s
1	33,969	4,076	5,657	13,577	8,887	101,340		12,161	113,501	24,549	58,917	47,134		4,713
2	33,969	4,076	5,657	13,577	8,887	101,340		12,161	113,501	24,549	58,917	47,134		4,713
3	33,969	4,076	5,657	13,577	8,887	101,340		12,161	113,501	24,549	58,917	47,134		4,713
4	26,314	3,158	4,382	10,518	6,884	78,503		9,420	87,923	19,017	45,640	36,512		3,651
5	26,314	3,158	4,382	10,518	6,884	78,503		9,420	87,923	19,017	45,640	36,512		3,651
6	26,314	3,158	4,382	10,518	6,884	78,503		9,420	87,923	19,017	45,640	36,512		3,651
7	29,584	3,550	4,927	11,825	7,740	88,256		10,591	98,847	21,379	51,311	41,048		4,105
8	29,584	3,550	4,927	11,825	7,740	88,256		10,591	98,847	21,379	51,311	41,048		4,105
9	29,584	3,550	4,927	11,825	7,740	88,256		10,591	98,847	21,379	51,311	41,048		4,105
10	24,161	2,899	4,024	9,657	6,321	72,080		8,650	80,730	17,461	41,906	33,525		3,352
11	24,161	2,899	4,024	9,657	6,321	72,080		8,650	80,730	17,461	41,906	33,525		3,352
12	24,161	2,899	4,024	9,657	6,321	72,080		8,650	80,730	17,461	41,906	33,525		3,352
13	39,870	4,784	6,640	15,936	10,431	118,944		14,273	133,217	28,813	69,152	55,321		5,532
14	39,870	4,784	6,640	15,936	10,431	118,944		14,273	133,217	28,813	69,152	55,321		5,532
15	39,870	4,784	6,640	15,936	10,431	118,944		14,273	133,217	28,813	69,152	55,321		5,532
16	72,244	8,669	12,032	28,876	18,901	215,526		25,863	241,390	52,210	125,303	100,242		10,024
17	72,882	8,746	12,138	29,131	19,068	217,429		26,092	243,521	52,671	126,409	101,127		10,113
18	29,903	3,588	4,980	11,952	7,823	89,208		10,705	99,913	21,610	51,864	41,491		4,149
19	29,903	3,588	4,980	11,952	7,823	89,208		10,705	99,913	21,610	51,864	41,491		4,149
20	33,650	4,038	5,604	13,450	8,804	100,389		12,047	112,435	24,318	58,364	46,691		4,669
21	33,650	4,038	5,604	13,450	8,804	100,389		12,047	112,435	24,318	58,364	46,691		4,669
22	26,872	3,225	4,475	10,741	7,030	80,168		9,620	89,788	19,420	46,608	37,287		3,729
23	24,321	2,918	4,050	9,721	6,363	72,556		8,707	81,262	17,576	42,183	33,746		3,375
24	55,419	6,650	9,230	22,151	14,499	165,332		19,840	185,172	40,050	96,121	76,897		7,690
25	21,849	2,622	3,639	8,733	5,716	65,181		7,822	73,003	15,790	37,895	30,316		3,032
Жалпы	862,388	103,487	143,623	344,696	225,619	2572,757		308,731	2881,488	623,229	1495,750	1196,600		119,660

6.ЖЫЛУ ЖЕЛІЛЕРІНІҢ ГИДРАВЛИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕРІ

Жылу желілерінің гидравликалық есебінің мақсаты жылытылатын мерзімдегі есепті су шығындары кезінде құбырлардың оптималды диаметрін қабылдау. Құбырлардың таңдалған диаметрі бойынша жылу желілерінің жылытылатын, жылытылмайтын және бақылау мерзімдерінде қысым жоғалуы анықталады.

Дипломдық жобаның Экономика бөлімінде жылумен жабжықтау жүйесінің жылулық торабының техника – экономикалық салыстыру есептері арқылы 1 вариантта тиімді, сондықтан ар қарай шешілетін сұрақтар осы вариантқа қарастырылады.

Гидравликалық есеп блок-сүлбесі бойынша (5 сурет) Excel программасында жүргізіледі.

Басы