Isitish va texnologik ehtiyojlar uchun issiqlikning umumiy hisobiy sarfini aniqlash

1 Masala.
Navoiy yaqinida joylashgan korxona bir sutkada 14 soat ishlaydi va texnologik maqsadlar uchun 10 Gkal/soat iste‘mol qiladi.
Sanoat binolaridan issiqlik yo’qotilishi 84 Gjoul/soat.ga teng. Korxona tsexlarining ichida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori 21 Gjoul/soat. Sanoat binolarini ventilyatsiyalash uchun issiqlikning o’rtacha kunlik sarfi 33 Gjoul/soat.ga teng. Korxona atrofida 30 ming aholi yashaydi. U yerda 40 ta g’ishtli yashash binolari bo’lib, ularning umumiy hajmi 25 ming m3. Bulardan tashqari yana 5 ta g’ishtli ijtimoiy binolar bor, ularning hajmi 40 ming m3. Hamom va kir yuvish kombinatining issiq suv ta‘minotiga o’rtacha 4,2 Gjoul/soat issiqlik iste‘mol qiladi. Kombinatni isitish va ventilyatsiyalash uchun issiqlik sarfi 2100 ming Gjoul/soat.
Energiya IEM (TETs)dan beriladi. Turbinadan olingan bug’ning issiqligi 100 Gjoul/soat va bosim 1 ata. Bundan ortiq bug’ talab qilinsa, u bevosita bug’ qozonidan olinadi. IEMdan yil davomida beriladigan issiqlik miqdori va uning soatli maksimal yuklamasini hamda turbinadan va bevosita bug’ qozonidan olinadigan issiqlikni alohida aniqlash talab qilinadi.


Echish.
Mavsumiy issiqlik yuklamasining tashqi havo haroratiga bog’liqlik grafigini tuzamiz (1 rasm, a).
Yashash binolarini isitish va ventilyatsiyalash uchun issiqlik sarfini aniqlaymiz. Bu binolarning infiltratsiya koeffitsienti μ=0 deb qabul qilamiz.



(5.1)



1. rasm. Issiqlik yuklamasining grafigi.

1. 
   mavsumiy issiqlik yuklamasining tashqi havo haroratiga bog’likligi;
   
2. 
   issiqlik yuklamasining davomiylik grafigi.
   

1- shaharni isitish uchun issiqlik sarfi; 2- sanoat binolarning issiqlik yo’qotilishi; 3- sanoat binolarning ichida ajralib chiqqan issiqlik; 4- sanjoat binolfrning isitish uchun issiqlik sarfi; 5- ventilyatsiyaga issiqlik sarfi; 6- isitish va ventilyatsiyaga umumiy issiqlik sarfi; 7- IEM ning mavsumiy yuklamasi; 8- yillik mavsumiy yuklama; 9- issiq suv ta’minoti yuklamasi; 10- texnologik yuklama; 11- turbinadan olingan issiqlik.



(5.2)
Ijtimoiy binolarinng va kommunal korxonalarni istish uchun issiqlik sarfini aniqlaymiz:



(5.3)

(5.4)
Hammom va kir yuvish kombinatini isitish va ventilyatsiyalash uchun issiqlik sarfi:
Q_i3=0,5 Gkal/soat = 0,584 МVt.
(5.5)
Shaharga isitish maqsadlari uchun beriladigan issiqlikning umumiy sarfi:

Q_i = Q_i1 + Q_i2 + Q_i3 = 15,5 + 3,5 + 0,584 = 19,24 МVt.

(5.6)
Shahar va korxonaning mavsumiy issiqlik yuklamasining tashqi havo haroratiga bog’liqlik grafigi Q = f (t_tash) ni chizamiz (rasm.a).
Tarmoqlarda issiqlik yo’qotilishini 5 % ga teng deb qabul qilamiz.
Mavsumiy issiqlik yuklamasining davomiylik grafigini chizamiz (rasm b, egri chiziq 8).
Uning ustiga issiq suv ta‘minotining o’rtacha yuklamasini (egri chiziq 9) va o’rtacha texnologik yuklama (10) ni chizamiz.
Yashash binolarining issiqlik ta‘minoti uchun o’rtacha issiqlik sarfini aniqlaymiz. Har bir kishi uchun issiq suv sarfi 100 l/sutka, issiq suv harorati 60 ^оС va ichimlik suvi quvuridagi sovuq suvning harorati 5 ^оС deb qabul qilamiz.



(5.7)
Hammom va kir yuvish kombinatini hisobga olganda, issiq suvning umumiy sarfi:

(5.8)
Yoz paytida issiq suv qishqi yuklamaning 75 % ini tashkil qiladi. Undan tashqari tarmoqlarda 50 % issiqlik yo’qotilishini hisobga olganda IEMning issiq suv bo’yicha yozgi yuklamasi:



(5.9)
Texnologik ehtiyojlarga issiqlik sarfi 11,63 MVt miqdorida berilgan. Sanoat korxonasi kuniga 14 soat ishlagani uchun uning isitish davridagi davomiyligi 14/24∙5000=2900 soat va yoz davridagisi esa 14/24∙3760=2200 soatni tashkil qiladi. Texnologik yuklamani davomiylik grafigiga ikki yuza ko’rinishida chizamiz (chiziq 10).
Grafikdan ko’rinadiki, IEM ning maksimal issiqlik yuklamasi 240 Gjoul/soat=67,6 MVt ga teng. Bu yuklamaning 96 Gjoul=28 MVt ga teng qismi turbinadan olinadigan bug’ hisobiga va 144 Gjoul=39,6 MVt esa bevosita qozon bug’i hisobiga qoplanadi (chiziq 11).
Davomiylik grafigidan hisoblangan IEMning isitishga, ventilyatsiya va issiq suv ta‘minotiga yil davomida bergan issiqligi 609 ming Gjoulni tashkil qiladi. Bundan 585 ming Gjouli isitish davrida va 84 ming Gjouli yoz davrida beriladi.
Turbinalarning iste‘molchilarga issiqlik berish quvvati 96 Gjoul=28 MVt va maksimal isitish yuklamasi esa 192 Gjoul=56 MVt bo’lgani uchun uning qolgan qismi bevosita bug’ qozonlaridan olingan issiqlik hisobiga qoplanadi. Keltirilgan “b” rasmdan ko’rinadiki, isitish uchun turbinalardan olinayotgan yillik issiqlik miqdori 527 ming Gjoul ga yoki umumiy issiqlikning 79 % iga teng.
Texnologik ehtiyojlarga berilayotgan issiqlik 209 ming Gjoulni tashkil qiladi va butunlay bug’ qozonlaridan qoplanadi. IEMdan berilayotgan umumiy yillik issiqlik 878 ming Gjoul ga teng. Bu miqdorning 527 ming Gjouli yoki 60 % i turbinalardan olingan bug’ hisobiga va 351 Gjouli qozon bug’i hisobiga qoplanadi.

I sitish asbobi orqali 1 ekm issiqlikni xonadagi havoga o'zatish uchun, uskunaning tashqi yo'zasidagi harorat 64,5⁰S bulib o'zatilgan issiqlik 505 Vt bo'lishi kerak. Isitish asbobidagi o'rtacha harorat bilan xonadagi havoning harorati, o'rtasidagi arifmetik farq 64,5⁰S ga teng bo'lgan taqdirda issiqlik tashuvchining harorati 95­70⁰S va xonaning ichidagi harorat 18⁰S ga teng bo'ladi.

(6.1)
I sitish asbobida issiq suvning harorati 25⁰S ga teng va asbobdan berilayotgan issiqlik 505 Vt bo'lsa , unda uskunadan o'tayotgan issiq suvning miqdori quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
(6.2)
I ssiqlik tashuvchi bug' bo'lgan taqdirda, isitish asbobining 1 m yo'zasidan berilayotgan issiqlik oqimini sirt zichligi quyidagi formula yordamida aniqlanadi:

(6.3)
I ssiqlik tashuvchi suv bo'lgan da:

(6.4)
bu yerda k - isitish asboblarining issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti, VtG’ekm-grad;
t_urt - isitish asbobidagi issiqlik tashuvchining o'rtacha haroratidan ichki havo haroratining farqi, ⁰S;
β - tuzatuvchi koeffitsient, isitish asboblarini qushimcha yuzalaridan issiqlik uzatilishini hisobga oluvchi koeffitsient; radiator va konvektorlar uchun p=1,03- 1,08; qovurg'ali quvur uchun βq1,13;
Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientini quyidagi keltirilgan formulalar orqali aniqlaymiz:

1. 
   Issiq suv, bug' bilan ishlaydigan isitish asboblari «yuqoridan-pastga» sxemada ishlasa, issiqlik uskunalari qovurg'ali quvur radiatorlardan hamda silliq quvurdan tayyorlangan radiatorlardan iborat bo'lgan da k - quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
   

k =3,78 • t_urt
(6.5)

2. 
   Isitish asboblari «pastdan-pastga» sxemasida ishlasa
   

k =3,78 • _turt
(6.6)

3. 
   Isitish asboblari «pastdan-yuqoriga» sxemasida ishlab, bir tomonlama radiatorlar ulangan bo'lsa
   

k =3,26 • t_urt
(6.7)

4. 
   Isitish asboblari «pastdan-yuqoriga» sxemasida ishlasa va har tomonlama asboblarga ulama quvurlar bilan ulangan bo'lsa
   

k =3,49 • t_urt .
(6.8)
Ekvivalent metr kvadratidagi q_ekm - issiqlik miqdorini issiqlik o'tkazuvchanlik (A) koeffitsientini aniqlanmasdan turib, yana ham soddaroq uslub bilan quyidagi formula yordamida aniqlash mumkin:
q_ekm =9,28 ( t_urt -10) β3-Z
(6.9)
bunda: Z - tuldiruvchi koeffitsient, bulib issiqlik asboblarining quvurlar sistemasidan ulanish sxemasiga bog'liqdir;
Masalan: - «yuqoridan-pastga» - 1,0;
- «pastdan-yuqoriga» - 0,78;
- «pastdan-pastga» - 0,9.
Issiqlik tashuvchining isitish asbobi orqali o'tayotgan nisbiy sarfi tug'risidagi tushuncha - g sarflanayotgan issiqlik tashuvchi berayotgan issiqlik miqdorini o'zgarishini aniqlashning qulay bo'lishi uchun kiritilgan bulib, shartli tarzda qabul qilingan issiq suvning-bug'ning issiqlik miqdorining sarfini haqiqiy qiymatidan oz yoki ko'p sarf bo'lishini ko'rsatadigan kattalik bulib, u 17,4 kg/(m² soat)ga teng. Yuqorida keltirilgan muloxazadan kelib chiqadiki, unda:

(6.10)

Isitish asbobidan ajralib chiqayotgan issiqlik miqdorini issiqlik tashuvchini miqdori kamayganda ham o'zgarmas qilib qoldirish uchun, issiqlik tashuvchining haroratlaridagi farqini o'zgartirish talab qilinadi. Bu haroratni quyidagi formula yordamida aniqlash mumkin:

6.11)
bunda: G_haq - issiqlik tashuvchining haqiqiy sarfi, kgG’(ekm-soat);
S - issiqlik tashuvchining solishtirma issiqlik sig'imi;
Vt/(kg-grad); At_asb - isitish asbobining haroratidagi farq, ⁰S.
4.11 - formulani quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:

6.12)
Agar suvning issiqlik sig'imini S=4.1868-10 Kdj/(kggrad) deb olib G_haq ning qiymatini formulaga quyib bir vaqtning o'zida q_ekmq9.28(At-10)p₃-Z formuladagi p₃ =1 hamda Z=1 larni urniga quysak, unda formula quyidagi kurinishni oladi:

(6.13)
Yuqoridagi formulalar yordamida aniqlanadigan issiqlik 1 ekm miqdorda isitish asboblari tarqatadigan issiqlikning quvvatini tashkil qilib, At_urt kattalikning 20⁰S dan 130⁰S oralig'ida, ya'ni issiqlik uskunalari qabul qiluvchi haroratidagi chegarada, suv va bug' sistemalari uchun qullash mumkinligini ko'rsatadi.

I sitish asbobi o'rnatilishi lozim bo'lgan bino uchun kerakli issiqlikni hosil qilib beradigan isitish asbobining isitadigan maydoni quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
(6.14)
bunda: q - isitish asbobining hisobiy issiqlik berish quvvati, Vt;
p₁ - issiqlik tashuvchi suvning quvurlarda sovishini ko'rsatuvchi koeffitsient; p₂ - isitish asboblarining o'rnatish sharoitini hicobga oluvchi, koeffitsient; q_ekm - isitish asbobining 1 ekm issiqlik o'tkazuvchanligi;
F_h - isitish asboblaridagi quvurlarning hisobiy sirt yo'zasi bulib, ularning sirtidan xona ichiga issiqlik o'zatiladi.
Biror bir isitish asbobi yo'zasining 1 ekm issiqlik berishi aniq bo'lsa , unda radiatorning bulmalar soni quyidagi formula yordamida aniqlanadi:

(6.15)

f_ekm.– chuyan quyma radiatorning bitta sektsiyasini yo`zasi, m
β<sub>4</sub> – isitish asboblarining o`rnatilish usuliga qarab olinadigan koeffitsient
β₃ – bitta radiatorda sektsiyalar sonini hisobga oluvchi to`zatma koeffitsient; F<sub>x</sub> = 2 m<sup>2</sup> bo`lsa , β₃ =1 bo`ladi.