Жұмыс бағдарламасы «Жылуэнергетикада және жылутехнологияда энергияны үнемдеу»

Дәріс 7

1. Жылу мен электр энергия

2. Жылыту жүйелері

3. Жылытуы бар көп қабатты панелдерді қолдану

4. Жылыту жүйелері мен аспаптарын жетілдіру

Қазақстандағы жылу мен электр энергиясын аралас өндіретін, орталықтандырылған жылумен қамтудың дамуы маңызды шамаға жетіп отыр. 2000 жылы ЖЭО (1) аралас өндіру есебінен 150,8 млн Гкал-дан 63,3 млн Гкал (42%) өндірілген.

Орталықтандырылған жылумен қамту жүйесіне жылу көздері (ЖЭО немесе аудандық қазандық), жылулық желілер мен тұтынушылар жүйесі кіреді.

2000 жылы Қазақстан қалаларында 38 ЖЭО қоса алғанда, 49 орталықтандырылған жылумен қамту жүйелері жұмыс істеді. Меншікті шығын көрсеткіші бойынша жылулық энергия жіберілуіне 15 ЖЭО 190 кг у.т/Гкал дейін 6-190-нан 200кг у.т/Гкал дейін және 17-200 кг у.т/Гкал шығын болады. ЖЭО-да жылулық энергия жіберілуіне отынның меншікті шығындарының жоғары болуының негізгі себебі жабдықтардың техникалық және пайдалану күйі, негізгі және қосымша қондырғылардың әкетілуінен(износ) орнатылған қуаттың төмендеуі, жобалық емес отынды жағу болып табылады. Өндірістік кәсіпорындағы жылулық жүктемелердің сөндірілуі және қысқартылуы, олардың өзінің жылу көздеріне қосылуы орналасқан жылулық қуаттың артықшылығын тудырады. Сонымен, энергия үнемдеу үшін ЖЭО-нан орталықтандырылған жылумен қамту жүйелерінің оптималдылығын қажет етеді.

Республикада жуық шамамен 227аудандық қазандықтар жұмыс істейді. Аудандық қазандықтардан орталықтандырылған жылумен қамту жүйелері қазандықтың қондырғыларын әкетудің дәрежесі жоғары болғандықтан, автоматты басқару құралдары және есеп аспаптарының жеткілікті түрде жабдықталғандығы, жылулық желілердің нашар күйіне байланысты орталықтандырылған (автономды) жылумен қамтумен салыстырғанда бәсекелестік қабілеті төмен болады. 2000 жылғы Республикадағы жулулық желілердің жалпы ұзақтығы 11,5 мың км-ді құрады. Жылу трассаның жалпы ұзындығынан 60%-ы 25 жыл нормативті қызмет ету мерзімінде 20 жылдан артық стажы бар. Жылулық оқшауланудың негізгі түрі-әртүрлі материалдан жасалған герметикалық емес қорғаныс қабығындағы минералдық мақта, магистралдыда зерттеу бағасы бойынша 20% және тарату желілерінде 80%-ға жететін жоғары нормативті жылу шығынының негізгі себебі болып табылады.

3-мысал. Жылутасымалдағыштың максималды және басқа берілген температураларында және сәйкесінше қоршаған ортаның температураларында меншікті жылу шығынының мәні келесі формуламен анықталады:

q₁ = q_1норм , Вт/м

мұнда q_1норм-жылутасымалдағыштың орташа жылдық температурасында t_ср, жылутасымалдағыш пен төсеніш (прокладка)тәсілінің диаметрден тәуелділігіне байланысты 1м жылуөткізгішке жылу шығыны нормасы, Вт/м.

q₁-жылутасымалдағыштың берілген температурасында t₃, 1м құбырөткізгіштің меншікті жылу шығыны, Вт/м;

t_ос.ср.г-жылу шығынының нормасы берілгендегі қоршаған ортаның орташа жылдық температурасы, С;

t_ос-қоршаған ортаның нақты орташа жылдық температурасы, С.

Өткізбейтін каналдардағы жерасты төсеніштерінде қоршаған ортаның температурасы каналдағы ауа температурасына тең етіп алынады. Жерасты каналсыз төсеніштерде қоршаған ортаның температурасы құбырөткізгіштің салу тереңдігіндегі грунт температурасына тең. Жерүсті төсеніштеріндегі қоршаған орта температурасы сыртқы ауа температурасына тең. Жерасты каналдық төсеніште берілетін магистралды режимде меншікті жылу шығыны келесі формуламен анықталады:

q₁ = q_1норм , Вт/м

Кері магистральда жерасты каналдық төсеніште максималды режим кезінде меншікті жылу шығыны келесі формуламен анықталады:

q₁ = q_1норм , Вт/м

Сонымен, желілердің жылубөлінуімен жылу шығынын есептеу үшін бастапқы берілгендері меншікті жылу шығыны және төсем әдістерін есепке алғандағы трассалардың қосындылы ұзындығы болып табылады.

Алматы қаласы үшін t_ос.ср.г=8,9 С кезінде құбыр диаметрі 76 мм болғанда, ұзындығы 8500м құбырөткізгіштегі жылу шығыны орташа жылдық режимде берілетін магистралда жер асты каналдық төсемде жылыту мерзімінде

Q_п= q_1норм L=42(54,5/56,1)*8500*168*24*3600=5040ГДж≈1200Гкал

Бұл жылуға кететін шартты отынның шығыны 240 т құрайды (ЖЭО-дағы отын шығыны 200 кг/Гкал). Жылу шығыны 2 млн теңге зиян келтірді.
Кесте-12. Жер асты төсемдерінің өткізбейтін каналдарындағы оқшауланған құбырөткізгішпен жылу шығынының нормасы

Дәстүрлі түрде көптеген жылыту жүйелері шығын тұрақты болғанда, жылу желісіне берілетін су температурасы бойынша жылулық энергияның жіберілуін сапалы түрде реттейді. Жылыту жүйелерінің сапалық реттеуден сандық реттеу әдісіне ауысуы айналымдық желілік сораптардың жетегіне электр энергиясын үнемдеуді 65%-ға жеткізуге мүмкіндік береді. Әлдеқайда нақтырақ индивидуалды реттеуі бар автоматты жылулық пунктерді қолдану үйді жылытуға кететін жылу шығынын үнемдеуге мүмкіндік береді-қайта жағу жойылады. Жылытуға кететін жылу шығынын автоматты реттеу энергияны 20%-ға дейін үнемдеуді қамтиды.

Ғимаратты желдетуге, жылытуға кететін шығынды транспорттау кезінде жылудың салыстырмалы үлкен шығындары, жылудың үлкен меншікті салмағын ескере отырып, ғимараттың жылу оқшаулануының жоғарлату мәселесі және жылу трассаларындағы шығынды төмендетудің маңызды мәні бар. Пенополистиролдан, пенополимуретаннан, кестелік пластмассалардан жасалынатын оқшаулағыш-материалдарды өңдеу, дәтүрлі қабырғалық материалдардың көлемдік салмағының азаюы және бақылау-өлшегіш және реттегіш аппаратураның қажетті жылуалмасу қондырғыларын шығарудың кеңеюі қажет.

Энергия үнемдеуге ғимараттың жылу оқшаулануды жетілдіру арқылы жетеміз. Құрылымды шектейтін меншікті жылу шығыны тұрғын үйлердегі сметалықты 25-40%-ға және қоғамдық ғимараттарда 40-50%-ға асып түседі. Нақты жылу шығындары оның тасымалдануы кезінде 13%-ды, нормативтіде 5-6%-ды құрайды. Ғимаратты желдетуге және жылытуға кететін жылу шығынының ғылыми себептелген орташа өлшенген нормасын енгізу маңызды емес.

Үнемдеудің ірі қоры (резерв) болып шектейтін құрылымдардың жылу оқшаулағыш қасиеттерін өсірумен тораптық қосылыстардың, терезелердің, балкон есіктерінің ауа өтімділігін төмендету ; желдеткіш шығарылымдарының жылуын қолдану, жылутасымалдағыштардың құбырөткізгіштерінің жылуоқшаулағышын күшейту болып табылады.

Жылытуы бар көп қабатты панелдерді қолдану.

Сонымен, 10-14см қалыңдықтағы пенополистиролды қолданудағы меншікті жылу шығыны бір қабатты керамзитті панелмен салыстырғанда 60-70% азаяды, ал жалпы жылу шығыны 20%-ға төмендейді. Керамзитбетонның көлемдік салмағы 1200-ден 900 кг/м³-қа дейін төмендеу есебінен қалыңдығы 37см бірқабатты қабырғалық панелдерден жасалған 1м² шектеуге кететін шартты отынның жылдық шығыны 30%-ға төмендейді (17,3-тен 12,5кг-ға дейін) және ғимаратты жылытуға кететін жалпы шығын 15%-ға төмендейді. Бос денелі кірпішті және керамикалық тастарды өндіруге кететін отын шығыны 20 %-ға төмендейді. Босденелі кірпіштер мен керамикалық бұйымдарды шығаруға зауыттарды ауыстыру , шикізат пен дәстүрлі материалға қосымша үшін өндірістік қалдықтарды қолдану 1млн т.у.т шамасында жылдық үнемдеуді береді. Монолитті бетонды қолданған кезде сенімділік пен құрылуының сейсмо тұрақтылығы жоғарлайды, металл шығыны 30%-ға, цемент шығыны 15%-ға 90кг/м² у.т төмендейді.

Терезенің тығыздалу есебінен жылулық шығындар төмендейді (қазр пәтерлік терезелердің 90%-ның тығыздалулары болмайды). Пенополиуретанмен тығыздалу есебінен бөлмені жылытуға кететін энергетикалық шығындар екі ретті буланған шыны тәріздену кезінде 1м² ауданда жылына 21-ден 130кг-ға дейін, екі ретті бөлінген шыны тәріздену кезінде 250-ден 111-ге дейін, үш реттіде -189-дан 93кг-ға дейін қысқарады. Түстік ойықтардың мөлшерлері бөлмені жарықтану талаптарымен сәйкестігін қамтамасыз ету меншікті энергетикалық шығынды 5-8%-ға төмендетуге мүмкіндік береді. Шатырдың астын (чердак) жылыту жылу шығынын 2-4 %-ға азайтады. Іс-шаралар кешенінің жүзеге асыру есебінен тұрғын үй және қоғамдық ғимараттардағы жылу шығыны жуық шамамен 15-20%-ға төмендейді. Энергияны үнемдеуге желдету шығарылымдарының жылуын утилизациялауға жағдай туғызады. Мұндай төмен потенциалды жылуды утилизациялау үшін желдету қалдықтары жылуының 65-80%-на дейін қайтарып бере алатын жылуалмастырғыштар жасалған/8/. Мұндай жылуалмастырғыш аппараттар күні-түні немесе тізбекті периодпен желдету жүйесі немесе төме потенциалды жылудың маңызды қалдықтары бар өндірістік нысандарда жұмыс істейтін ғимараттарда орнатылады. Жазда оңтүстік аудандардағы ірі энергия тұтынушылары желдету мен кондиционерлеу жүйелері болып табылады. Мұндай жүйелердегі энергияны үнемдеуге жаңаратын энергия көздерімен, қысқы периодтағы суық және түнгі салқын ауа арқылы жеткізуге болады. Қазіргі уақытта мұндай жүйелердегі жасырын балқыту жылуын немесе жұмысшы агенткристализациясын тұздар мен олардың қоспаларының кристалогидраттары, парафиндер, органикалық қышқылдар қолданатын , (ФАА) фазалық ауысудың жылуының тиімді аккумуляторына үлкен мән беріледі.

Жылыту жүйелері мен аспаптарын жетілдіру қажет:

• 
  Жылуды пәтерлік реттеуге өту (15%-ға дейін энергия үнемдеуге болады);
  
• 
  Жылу өлшемдер мен жылулық есептегіштерді қолдану;
  
• 
  Жұмыс емес уақытында ғимараттағы температура төмендеуі (үнемдеу 15-20%);
  
• 
  Бір пәтерлі тұрғын үйлерді ыстық сумен қамту және жылыту үшін жылу генераторының барынша жетілген құрылымы (отын шығыны 15-20%-ға төмендейді);
  
• 
  Аз этажды ғимараттағы су қысымының төмендеуі (ағыс есебінен су шығыны 20-22%), қысым реттегішін қолдану.
  

• 
  түссіздендіргіш аспаптарды қолдануға бақылауды жақсарту нәтижесінде 10-60%-ға;
  
• 
  тұрмыстағы, коммерциялық ғимараттардағы және өндірістегі күндізгі жарық шамымен қыздырылуы шамын ауыстыру жолымен 30%-ға;
  
• 
  өндірістегі газразрядты шамдарды қолданғанда 20%-ға.,
  

1. Жылу мен электр энергия маңыздылығы.

2. Жылыту жүйелері туралы айтып бер.

3. Жылытуы бар көп қабатты панелдерді қолдану туралы не білесің.

4. Жылыту жүйелері мен аспаптарын жетілдіру үшін не қажет?
Қолданылған оқулықтар

1. В.М. Фокин «Основы энергосбережения и энергоаудита» М.: «Изда-

тельство Машиностроение-1», 2006. -б 256.

2. Ю.В. Копытов «Экономия энергии в промышленности: Справочное пособие для инженерно-технических работников» -М.: Энергоатомиздат, 1983. –б 208.

3. О.Л. Данилова «Энергносбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях» -М., «МЭИ», -б. 188.