Fanga kirish. Issiqlik energiyasining iste'moli ta'minoti tizimlari reja: Texnik-iqtisodiy aspektlari

St	Srj	KDj/kg
MDj/m 3
Beton			2200		0,9- 1,75		0,96
Tuproq (mayda zarrachala ri)			2560		0,52		0,84
Hag’al tosh, granit			640		0,7- 4,0		0,88
Suv				000		0,7		0,19
Erigan kaliynatri tuzlari (46% NaNO3-54% KNO3)				735		0,57		0,56
CACl2 6H2O	29,2		1,62	1,50	0,6	0,3	1,47	1,47	172,5	258,1
Na2SO4 10 H2O	2,4		0,46	0,41	0,5	0,3	0,76	0,31	51,0	45,2
Na2HPO4 12H2O	5,2			0,42	0,5		0,55	0,18	79,6	03,2
Laurinova ya kislota	4,0			0,91	0,4	0,2			75,3	59,6
Parafin 2	42,0		0,91	0,77	-	-	2,08	-	187,8	144,0
Oktadekan	28,0		-	0,79	-	0,1	2,10	2,17	244,2	194,1

Mavsumiy issiqlik to’plash tizimini (ITT) va fazali issiqlik o’tkazish akkumulyatoridan foydalanish hozircha maqsadga muvofiq emas.
Issiqlik akkumulyativ materialini umumiy ko’rsatkichlari.

Quyosh isitish tizimlari va issiq suv bilan ta`minlash hisobining umumiy qoidalari

Quyosh issiqlik bilan ta`minlash tizimi (QITT) aniq issiqlik hisobini chiqarish, iqlim sharoitlarining tasodifiy tebranib turishi, sistemadagi elementlar o’rtasidagi o’zaro ta’sirning murakkab xarakteri tufayli ancha qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Shuning uchun ham muhandislik amaliyotida odatda yarim empirik metodlar qo’llaniladi. Ular EHM yordamida QITT ni batafsil modellashtirish natijalarini umumlashtirishga asoslanib ish ko’riladi va QITT ning uzoq muddatli xarakteristikasini olishga imkon beradi.

QITT issiqlik hisobini chiqarishdan ko’zlangan maqsad: sistemaning sutkalik solishtirma issiqlik ishlab chiqarishini, q_c ni aniqlash; QEK sirtidagi F_K nur yutish maydonini aniqlash; V_ak issiqlik akkumulyatori hajmini aniqlash; m_K QEK konturidagi issiqlik tashuvchining solishtirma umumiy sarfini aniqlash; gorizontga nisbatan QEK _ß qiyalik burchagi va mo’ljal olishni (α_K azimutni) aniqlash; QEK konturlarida issiqlik almashuvchi sirt yuzasidagi qizishni va iste`molchilarni aniqlash, yillik yoqilg’ini qoplash darajasi f _yil ni va Q_qes -qo’shimcha energiya sarfini aniqlashdir.
QITT hisobi uchun dastlabki ma’lumotlar quyidagilardir:

• 
  Geliosistema o’rnatilgan joyning dengiz ITT ga nisbatan balandligi, kengligi va uzunligi (geografik uzunlik)
  
• 
  Iqlimiy ma’lumotlar: gorizontal yuzaga kelib tushadigan summar Ye va
  

Y_ed diffuzli quyosh energiyasining o’rtacha oylik kunlik miqdori, tashqi havoning T_v harorati.

• 
  QEK _ɳ0 va K_k xarakteristkasi; QEK modulini geometrik o`lchovlari
  

(razmerlari), necha qavatli oyna borligi, issiqlik tashuvchining turi;

• 
  Isitish zarur bo’lgan o’rtacha issiqlik yuklamasi Q₀ (yoki uni hisoblash uchun zarur bo’lgan hisob-kitob ma’lumotlari)
  
• 
  Sovuq T_s.s va Т_i.s issiq
  
• 
  Т_i.s suv haroratining o’rtacha oylik farqi;
  
• 
  Issiq suv sarflash sutkalik umumiy miqdori V_i.s
  

1-bo’limda aytilganlarga muvofiq QITT tipi va sxemasi, bo’limga muvofiq
QEK tipi va uning xarakteristkasi tanlanadi. Tabiiy tsirkulyatsiyali QISTT sistemalari
QEK maydoni 20 kv m gacha bo’lgan yakka tartibdagi iste`molchilar uchun qo’llanishi mumkin. QEK maydoni undan katta bo’lgan isitish geliotizimlarda va QISTT larda issiqlik tashuvchini zo’rlab haydaladigan (tsirkulyatsiya qilinadigan) sistema qo’llanilishi mumkin.
QISTT issiq suv harorati 45-75<sup>0</sup>S atrofida bo’lishi kerak. (KM va K holatlaridan tashqari)
Isitish sistemalarini loyihalashda dastlab quyosh isitish sistemalarining sxemasi va jihozlari tanlanadi, keyin issiqlik, gidravlik, texnik-iqtisodiy hisoblarning eng optimal variantlarini tanlab olib ishga kirishiladi.
Faqat har soatda issiqlik sarfini hisoblash yetarli bo’lgan an`anaviy issiqlik bilan ta`minlash sistemalarini loyihalashdan quyosh issiqlik bilan ta`minlash sistemasini loyihalashning farqi shundan iboratki, bunda hatto yillik issiqlik sarfini ham hisobga olish zarur. Issiqlik sarfi, kDj, issiq suv bilan ta`minlash berilgan oyda quyidagicha bo’ladi:
QI.i =Qo.i +Q.s
Bunda V<sub>i.s</sub> -bir odamga bir sutkada m<sup>3</sup> hisobida (kun-odam hisobida) to’g’ri keladigan issiq suv sarfi normasi; N-aholi soni; <sup>n</sup><sub>d</sub> - Shu oydagi kunlar soni; T<sub>i.s</sub> va T<sub>s.s</sub> - issiq suv va sovuq suv harorati <sup>0</sup>S hisobida (T<sub>s.s</sub> va n<sub>d</sub> - qiymatlari oylar bo’yicha o’zgarib turadi, qolgan qiymatlar esa doimiydir); Q<sub>i</sub><sup>sut</sup><sub>.s</sub> -issiq suv bilan ta`minlash uchun ketadigan sutkalik issiqlik miqdori kDj hisobida.
Isitish uchun ketadigan oylik issiqlik sarfi Q_oi o’rtacha oylik issiqlik sarfi Q_o ni 24 n_d ga ko’paytirish yo’li bilan aniqlanadi, ammo hisobiy harorat uchun tashqi havoning o’rtacha oylik harorati T_s qabul qilingan Q_oi qiymati isitish davrining har bir oyi uchun alohida hisoblab chiqiladi.
Isitish uchun va issiq suv ta’minoti uchun sarf qilinadigan issiqlik miqdori (issiqlik uzatish kuchlanishsi) berilgan I-oy uchun quyidagicha bo’ladi:
Q_Ii =Q_Oi +Q_i.s (20)
Isitish, issiq suv bilan ta`minlash va issiqlik uzatish uchun ketadigan yillik issiqlik sarfi quyidagicha bo’ladi:
12 12 12
QO =∑QOi ; Qg.v =∑Qi.suQn =∑Qn.i (21)
i=1 i=1 i=1
QITT sutkalik issiqlik ishlab chiqarilishining hisobi va quyosh energiyasining yoqilg’i o’rnini qoplash me`yori har bir oyning o’rtacha kuni uchun QEK qiya yuzaga kelib tushadigan quyosh energiyasining o’rtachasi olib hisoblanadi, buning uchun quyosh og’ish burchagi δ ni formula bo’yicha (6) quyosh botish soatlik burchagini ω₃ gorizontal va ω’ qiyalik yuzasiga nisbatan burchaklari (7) va (8) formula bo’yicha quyosh radiatsiyasining o’rtacha oylik koeffitsientlari R^_П ва R^ formula bilan va quyosh energiyasining o’rtacha oylik kunduzgi miqdori Y_ek QEK yuzasiga kelib tushadigan miqdori (3) formula bilan hisoblab chiqiladi.
Etib keladigan quyosh energiyasining turg’un yoki doimiy emasligi tufayli, quyosh isitish sistemasida qo’shimcha energiya manbasi (QEM) bilan ishlash kerak. (Bunga isitish qozonlari, issiqlik tarmog’i va boshqalar kiradi) Bu esa 100% isssiqlik bilan ta`minlash imkonini beradi. Shu bilan birga mavsumiy issiq suv bilan ta`minlash quyosh sistemasi (QISTT) issiq suv bilan uzluksiz ta`minlashning qat`iy talabi bo’lmagan joylarda, (yozgi yuvinish xonalari, pansionatlar, bolalar yozgi oromgohlari va bshqalarda) shunday dubler sistemalarsiz ham loyihalanishi mumkin.
Quyosh isitish sistemalari uchun aprel oyiga (shimoliy kengilik φ=45) va janubiyroq bo’lganda mart oyi uchun mo’ljallangan hisobni tavsiya qilish mumikn.
Bu oylarda issiqlika bo’lgan ehtiyoj asosan quyosh energiyasi hisobiga ta`minlanishi kerak. Issiqlik bilan ta`minlash gelioyoqilg’i sistemalarini loyihalashda ehtiyojni quyosh energiyasi hisobiga ma’lum ulushini qoplashgina iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiqligi nazarda tutilishi kerak F_yil -yillik issiqlik kuchlanishining qolgan qismini esa QEK (qo’shimcha energiya manbai) ta`minlashi kerak:
Q<sub>die</sub> =(1-⌠ yil )Q<sub>n</sub><sup>yil</sup> (22)
Issiqlik kuchlanishsini qoplashda quyosh energiyasining yillik ulushi (yoki yoqilg’i o’rnini qoplash darajasi) quyidagiga teng:
⌠ yil =∑Q<sub>n</sub><sup>M</sup> | ∑Q<sub>n</sub><sup>M</sup> (23)
Oylik yoqilg’i o’rnini bosish darajasi:
(24)
QM, QM, QM bunda <sub>n s</sub> die -quyosh energiyasi va qo’shimcha energiya bilan qoplanadigan issiqlik kuchlanishi issiqlikning oylik miqdori bo’lib, GJj/oy bilan hisoblanadi.
Formula bo’yicha (14) QEK issiqlik hosil qilishning q<sub>k</sub> o’rtacha oylik sutkalik ulushini hisoblash uchun 5 va 6-jadvallar bo’yicha QEK xarakteristikasini va α<sub>1</sub> ва α<sub>2</sub> koeffitsientlarini tanlaymiz; formula bo’yicha (16) R parametrni aniqlaymiz, F miqdorini (15) formula bo’yicha aniqlaymiz.
Suyuqlik QEK uchun V<sub>K</sub> issiqlik tashuvchining nisbiy sarf hajmi V<sub>k</sub>=0,01-
0,02 L/ (m<sup>2</sup> s) deb olinilishi, havo QEK uchun 0,05-0,02 m<sup>3</sup>/ (m<sup>2</sup> s) deb olinishi kerak.
Suv issiqlik akkumulyatorining nisbiy sig’imi 1 kv.m QEK sirti uchun
V<sub>ak</sub>=0.05-0.1 m<sup>3</sup>, shag’alli akkumulyator uchun 1 kv.m QEK sirti uchun V<sub>ak</sub>=0.15-0.35 m<sup>3</sup> deb olinishi kerak.
Tizimning yillik (mavsumiy) issiqlik ishlab chiqarish unumdorligi Q<sub>s</sub><sup>yil</sup> va o’rnini qoplash darajsi fsyil, Qs yil va f syil 25-35% dan kam bo’lmagan QISTT sistemalari uchun va quyosh issiqlik sistemasi uchun esa 30-50% deb olinishi kerak (sistemada issiqlik yo’qotishni hisobga olganda)
Yillik yoqilg’i tejash o’rtacha yillik miqdori energiyasidan foydalanilishini ta`minlash quyidagicha:
 =⌠ yioQ_n^yil \ (Q_tɳ_t.g ) (25)
Bunda f yil -yillik o’rnini bosish darajasi, Qsyil ; GDj/yil; Qn = 29,3kDj/т.у.т.-yoqilg’i yonishidan hosil bo’ladigan issiqlik 1t-shartli yoqilg’i aylantirib hisoblanganda; issiqlik ishlab chiqaruvchi qurilmaning foydali ish koeffitsienti (FIK) 0,45 va 0,6 ga teng bo’lib, ɳ_{Т .Г} qattiq va suyuq (gazsimon) yoqilg’ida individual issiqlik generatorlari uchun 0,6-0,7 va xuddi shunday yoqilg’i ishlaydigan qozon unumdorligi 20-100 GDj/soat bo’lganda 0,7-0,8 deb olinadi.
Yillik tejamkorlik so’m hisobida quyidagini tashkil qiladi:
Ý_yil =S_t ⌠ yil Q_n^yil \ɳ_tg (26) bunda S_T-issiqlik ishlab chiqaruvchi yoqilg’i issiqlik generatoridan olinadigan energiyasining isiqlik qiymati so’m / GDj; tuman qaerda joylashganiga qarab buni 5500-6500 so’m/GDj deb ham olish mumkin.
Geliosistemalarning o’zini qoplash muddatlari yillar hisobida:

bunda S_{g. s} geliosistemaning QEK/ m² yuzasiga to’g’ri keladigan solishtirma tannarxi, so’m/m² ma’lumotlar bo’lmagan taqdirda S_{g. s}=3000 so’m/m² deb qabul qilish mumkin.
Issiqlik bilan ta`minlash quyosh sistemasining oldindan hisoblash uchun f ning o`lchovsiz parametri O=E_k F_k \Q_n deb olinganligi, 18-rasmda qurilganday,
foydalanish tavsiya yaqilinadi.
Bu bog’liqliklarni tashkil etuvchilariga quyidagilar qabul qilingan:
a). Asosiy sistemada PPT-2 ikki qavat oynali tipdagi yassi QEK foydalaniladi, uning nisbatlari (К_К / ɳ₀ = 6,3Вт/ м^{2 К}), QEK ning gorizontga va janubiy
yo’nalishga optimal qiyalik burchagi ß_ОПТ;
b). Suv issiqlik akkumulyatorining solishtirma sig’imi QEK yuzasiga nisbatan
0,05m³/m² ga teng. Ê_k /ɳ₀dan boshqa nisbatga ega bo’lgan QEK dan foydalanilganda hisob-kitoblarda qo’shimcha o’zgartirishlar kiritish zarur.
E_K-qiymati (QEK sirtiga kelib tushadigan quyosh energiyasi to’plami) va
Q_H - qiymati (issiqlik kuchlanishsi) hisob davri uchun 1 yil davomida yoki mavsumiy ishlatiladigan QISTT uchun bir xil, isitish mavsumining har bir oyi uchun, alohida hisoblab chiqiladi.
QEK ning gorizontga nisbatan optimal qiyalik burchagi bilan R quyosh energiyasi QEK hisobi koeffitsientini qiymatini taxminan quyidagicha qabul qilinishi mumkin: R=1,4 isitish geliosistemalari uchun (ß_opt =φ+15⁰ bo’lganda); R=1,05 mavsumiy QISTT uchun (bo’lgandß_opt =φ-15⁰ a) va R=1.5 yil davomida ishlaydigan QITT uchun (ß_opt =φ bo’lganda).
Isitish geliosistemalari va issiq suv ta’minoti uchun f qiymatini oy davomida O deb olib, foydalanish kerak. Q_n^m oylik issiqlik kuchlanishsi miqdorini 23 formulaga ko’ra quyidagicha hisoblab chiqarilishi kerak.
f ning O bilan bog’liqligini aniqlash yordamida ikki vazifani bajarish mumkin:

• 
  QEK sirti F_k ning berilgan maydoniga to’g’ri keladigan f_yil yillik miqdorini aniqlash.
  
• 
  f_yil berilgan miqdorni taminlaydigan F_k maydonni aniqlash. Birinchi vazifani bajarishning ketma-ketligi quyidagicha: hisoblash davri uchun (yil, mavsum, oy) Q_n va E_k miqdorni aniqlanadi; n parametri chiqarib tashlanadi: 26-rasmda ko’rilganidek f_yil ni topib olinadi; issiqlik bilan ta`minlash sistemasining (QITT) yillik, oylik foydali energiyasi Q_s miqdori va yoqilg’i manbaidan olib kelinayotgan Q QEM miqdorlari hisoblab chiqiladi:
  

Qs = fyilQyiln va Q QEÌ = (1- fyil) Qyiln (28)
f_yil ning talab qilingan miqdorini ta`minlaydigan QEK yuzasi maydoni
quyidagi formula bilan aniqlanadi:
F= 0Q<sub>n</sub> /E<sub>k</sub> (29)
Kishenyov shahrida yil davomida issiq suv bilan ta`minlaydigan QISTT taxminiy hisobi namunasida V_{g. v} = 4,8/m³kun bo’lganda yillik issiqlik kuchlanishsi quyidagicha bo’ladi:
Q_n =365V_g.vΡS_з(Т_{g. v} -Т_{x. v}) =365*4,8*10³ 4,19(45-10) = 257gdj/ yil
f_yil ni 0,5 deb olamiz. E=4,72 GDj/ (m² yil). Katta hisoblash koeffitsientlari R=1.1 va Å_k = RE = 5.2 gdj/ (m² yil) 19-rasmdan Q=0,843 ekanligini topamiz. U vaqtda F_k = 0.843*457/5.2 = 41.7m² va issiqlik akkumulyatori hajmi V_ak = 0.05F_k = 2.1m³ F_k va m² qiymatini F_k =Q_n | q_s formula bilan hisoblab chiqish mumkin.
Tizimning Q_n issiqlik og’irligi va q_s-solishtirma issiqlik ishlab chiqarishi yil davomida kuchli o’zgarib turadi, shuning uchun formula (28) F_k ning taxminiy qiymatlarini berish mumkin.