Алматы облысы Іле ауданы «Анжела» ЖШС ірі-қара фермасын, қорадағы кәдеге жарамсыз ауа жылуын жылу сорғыш қондырғысын пайдалану арқылы ғим

Сурет 2.3 –  Жылу сорабы бар микроклимат қондырғысы

Ұсынылатын  қондырғы ғимараттағы ауаның талап  етілетін температурасын қолдауды тек  соратын ауадан алынатын жылудың  есебінен ғана қамтамасыз ете алады. Бұл кезде қондырғыдағы соратын  ауа сыртқы ауаның температурасына  дейін және төменірек температураға  дейін салқындатыла алады. Соратын  ауаның түйіспелі жылу алмастырғашта 8 төмен температураға дейін салқындауы кезінде аралық жылутасығышқа ылғалдың үлкен мөлшері келіп тиеді. Егер осы ылғалды құйылым ауасы  бар ғимаратқа қайтарса, ғимараттағы  ауаның ылғалдылығы оңтайлы мәннен асып кетеді, себебі мал шаруашылығы  мен құс шаруашылығы ғимараттарындағы ауаға малдардан, астаулардан, тезектен ылғалдың өте үлкен мөлшері келіп  тиеді. Сондықтан, ғимараттың ішіндегі ауаның ылғалдылығын 60-70% шегінде қолдау үшін құйылым ауаның ылғалдылығы едәуір төмендетілуі керек. Қондырғыдағы жылудың сол ағыны кезіндегі соратын ауадан құйылым ауаға масса ағынын азайту қажеттілігі пайда болады. Мұндайға түйіспелі жылу алмастырғыштың алдында шық нүктесінің температурасынан төмен «сұйықтық-газ» типті рекуперативтік жылу алмастырғашта оны салқындату жолымен жетуге болады. Рекуперативтік жылу алмастырғыштың жылубергіш беттеріндегі конденсацияланған ылғал канализацияға апарылады және құйылым ауаға тимейді. Осы кезде босаған судың бутүзуші жылуы аралық жылутасығышқа беріледі және, оған аралық жылутасығыштан ылғалдың булануына емес, құйылым ауаның қыздырылуына шығындалады.

Бұл кезде, соратын ауадан сол температураға  дейін құйылым ауаны қыздыру  үшін, рекуперативтік жылу алмастырғыштағы  ылғалдың конденсациясы кезіндегі  босайтын жылу мөлшеріне жылудың  аз мөлшері алынады. Демек, соратын  ауа төменірек температураға  дейін салқындайтын болады және онымен бірге сыртқа ылғалдың үлкен мөлшері тасталатын болады, себебі жоғарырақ температурада ауа үлкен ылғал мөлшеріне ие болады. Нәтижесінде соратыннан құйылым ауаға масса ағыны рекуперативтік жылу алмастырғашта конденсацияланатын ылғалдың мөлшеріне және түйіспелі жылу алмастырғаштан кейін соратын ауаның ылғал мөлшерінің өсу шамасына кемиді. Рекуперативтік жылу алмастырғыштың жылубергіш беттерінің температурасын өзгерте отырып, қондырғы арқылы соратыннан құйылым ауаға ағынды реттеуге және сонымен ғимараттағы ауаның талап етілетін ылғалдылығын қолдауға болады. Қондырғыдағы рекуперативтік жылу алмастырғыштың жылубергіш беттерінің температурасы ол арқылы аралық жылутасығыштың шығысын өзгерту жолымен өзгереді.

Қондырғыны  сынаулар қондырғыдағы құйылым ауаны 11-12^оС температураға дейін қыздыру кезінде аралық жылутасығыштан құйылым ауаға, соратын ауаны салқындату кезінде конденсатталатын ылғалдың мөлшеріне тең болатын, ылғал мөлшері буланатынын көрсетті. Егер де құйылым ауаны жоғарырақ температураға дейін немесе қыздыру қажет болса немесе соратын ауаның ылғалының бір бөлігі рекуперативтік жылу алмастырғышта конденсатталатын болса, онда аралық жылутасығыштан құйылым ауаға, түйіспелі жылу алмастырғышта соратын ауадан конденсацияланатынға қарағанда, ылғалдың үлкен мөлшері буланады. Аралық жылутасығыштың концентрациясы бұл кезде үнемі жоғарылап тұратын болады. Мұндайды, құйылым ауаның арнасында орнатылған, түйіспелі жылу алмастырғыштағы аралық жылутасығыштың температурасын төмендету жолымен болдырмауға болады. Аралық жылутасығыштың температурасының төмендеуі кезінде оның бетіндегі булардың парциалдық қысымы азаяды, бұл аралық жылутасығыштан ылғалдың булануының азаюына алып келеді. Бірақ бұл кезде жылу алмастырғыштан шығыста құйылым ауаның температурасы төмендейді және оның басқа құрылғыда қыздыруы қажет болады. Түйіспелі жылу алмастырғыштағы аралық жылутасығыштың температурасын азайтуға және құйылым ауаны одан кейін жете қыздыруға ауа бойымен түйіспелі жылу алмастырғыштан кейін құйылым ауаның арнасында рекуперативтік жылуалмастырғышты орнату жолымен болады.

Рекуперативтік  жылу алмастырғышта ауаны қыздыру  кезінде жылу металл қабырға арқылы беріледі, сондықтан ауа мен аралық жылутасығыш арасында масса алмасу жоқ. Аралық жылутасығыш рекуперитивтік жылу алмастырғышта оның концентрациясының  өзгеруісіз салқындайды, ал ауа –  ылғал мөлшерінің өзгеруісіз қыздырылады. Рекуперативтік жылу алмастырғыштан кейін  салқындаған аралық жылутасығыш  түйіспелі жылу алмастырғышқа, ал қыздырылған  ауа – ғимаратқа келіп тиеді. Аралық жылутасығыштың шығысын рекуперативтік жылу алмастырғыш арқылы өзгерте  отырып, қондырғыдағы аралық жылутасығыштың талап етілетін концентрациясын  қолдауға және сонымен қатар құйылым  ауаны талап етілетін температураға  дейін қыздыруға болады.

2.4-суретте  жылудың қатпайтын кәдеге жаратушысы  және жылу сорабы бар микроклиматтың  электрленген энергия үнемдеуіш  қондырғысының принципиалдық технологиялық  схемасы көрсетілген.

Сурет 2.4 –  Жылудың қатпайтын кәдеге жаратушысы және жылу сорабы бар микроклиматтың энергия үнемдеуіш қондырғысы

Қондырғы  соратын және құйылым ауаның арналарында  орнатылған түйіспелі жылу алмастырғыштардан 1 және 13; компрессор 6, булағыш 7, термореттеуші  вентиль 8, конденсатор 9 бар жылу сорабынан, құйылым 18 және соратын 27 желдеткіштерден; көмекші рекуперативтік жылуалмастырғыштардан 17 және 24; аралық жылутасығыштардың айналмасына арналған сораптардан 21 және 15; ауа сүзгіден 23 және сұйықтық сүзгілерден 3 және 12 тұрады. Қондырғыдағы рекуперативтік жылу алмастырғыштар 17 және 24 арқылы аралық жылутасығыштың шығынының өзгеруін үшжүрісті вентильдер 4 және 11 қамтамасыз етеді. Реттеуші ауа жапқыштар 14, 22 және 26 ауа ағындарды басқарады. Қондырғының «жазғы» және «қысқы» тәртіптегі жұмысы ескерілген. Қондырғыны жұмыстың бір тәртібінен басқаға ауыстыруды төртжүрісті клапандар 5 және 10 орындайды. Ауаның температурасы мен ылғалдылығын бақылау үшін ғимаратта температура 19 мен ылғалдылықтың 20 датчиктері орнатылған. Аралық жылутасығыштың концентрациясын бақылауды концентрация датчиктері 16 және 2 қамтамасыз етеді. Температура датчигі 25 жылу алмастырғыштың 24 жылу беретін беттерінің температурасын өлшейді.

«Қысқы» жұмыс тәртібінде төртжүрісті клапандар  суретте көрсетілген жағдайда болады, реттеуші жапқыш 26 толығымен жабық, ал жапқыштар 14 және 22 толығымен ашық. Желдеткіштің 27 жұмысының есебінен соратын ауа ғимараттан сорылады, ізділікпен сүзгілер 23, жылу алмастырғыштар 24 арқылы өтеді; ал содан кейін ғимараттың сыртына лақтырылады. Желдеткіш 18 құйылым  ауаның жылу алмастырғыштар 13, 17 арқылы қозғалысын және оның ғимаратқа берілісін  қамтамасыз етеді. Сүзгіде 23 соратын  ауа шаңнан тазартылады, жылу алмастырғышта 24 ол, жылуды аралық жылутасығышқа бере отырып, жарым-жартылай салқындайды  және құрғатылады. Жылу алмастырғышта 24 соратын ауаны салқындату кезінде  конденсацияланатын ылғал канализацияға  апарылады. Жылу алмастырғышта 1 ауа  мен аралық жылутасығыш арасындағы тікелей түйісу кезіндегі соратын  ауаның ары қарай салқындауы болады. Бұл кезде конденсатталатын ылғал  аралық жылутасығышқа келіп тиеді, ол соратын ауаны төменгі температураларға дейін жылу алмастырғыштың мұздалуысыз  салқындатуға мүмкіндік туғызады.

Жылу  тасығыштарда 24 және 1 соратын ауа  жылуының есебінен қыздырылған, аралық жылутасығыш жылу сораптың 9 конденсаторы арқылы өтеді, онда жылу сораптың жұмысы есебінен қосымша жылытылады және жылу алмастырғыштарға 13, 17 беріледі. Жылу алмастырғышта 13, суық құйылым ауамен тікелей түйісу кезінде, аралық жылутасығыш құйылым  ауаға, соратын ауадан алынатын, жылу мен ылғалды береді, жылу тасығышта 17 ауа тұрақты ылғал мөлшері  кезіндегі талап етілетін температураға  дейін қосымша қыздырылады және желдеткішпен 18 ғимаратқа беріледі.

Жылу  алмастырғыштарда 17 және 13 салқындатылған аралық жылутасығыш жылу сорабының 7 буландырғышы арқылы өтеді, онда төменірек  температураға дейін салқындатылады, және жылу алмастырғыштарға 1 және 24 қайтып оралады, онда жылуды соратын ауадан қайта алып қояды. Аралық жылутасығыштың айналмасы сораптармен 21 және 15 қамтамасыз етіледі. Ауадан келіп тиетін механикалық  қоспалардан аралық жылутасығыш  сүзгілермен 3 және12 тазартылады.

Құсқа арналған ғимаратта ауаның температурасы  компрессордың айналу жылдамдығының  өзгеруімен немесе температура датчигінің 19 сигналы бойынша импульстік әдіспен  жылу өндірістілігінің өзгеру жолымен  қолданылады. Рекуперативтік жылуалмастырғыш 24 арқылы, ылғалдылық датчигінің 20 сигналдары бойынша үшжүрістік вентильдің 4 көмегімен  аралық жылутасығыштың шығысын реттеумен  ғимараттағы ауаның талап етілетін ылғалдылығы қамтамасыз етіледі. Жылу алмастырғыш арқылы аралық жылутасығыштың шығысын ұлғаюы кезінде оның жылу бергіш беттерінің температурасы төмендейтіндіктен, ауа осы жылу алмастырғышта төменірек  температураға дейін салқындайды  және одан ылғалдың үлкен мөлшері  конденсацияланады. Жылу алмастырғышта 24 ылғал неғұрлым көбірек конденсацияланған  сайын, ол соғұрлым азырақ жылу алмастырғыштағы 1 аралық жылутасығышқа, ал аралық жылутасығыштан жылу алмастырғыштағы 13 құйылым ауаға  келіп тиеді. Құйылым ауаның ылғал  мөлшері бұл кезде кемиді, ғимараттағы  ауаның ылғалдылығы да төмендейді.

Рекуперативтік  жылу алмастырғыштың 24 жылубергіш беттерінің температурасы 0^оС-ден төмен азаймауы керек, себебі бұл кезде оларда конденсацияланатын ылғал мұздалатын болады.

Жылу  алмастырғыштың 24 жылубергіш беттерінің температурасы 0^оС-ге дейін төмендеу кезінде температура датчигі 25 жылу алмастырғыш 24 арқылы аралық жылутасығыштың шығысын, ғимараттағы ауа ылғалдылығы берілгеннен асып тұрса да, ұлғайтуды тоқтатуға сигнал береді.

Қондырғыда  аралық жылутасығыштың талап етілетін концентрациясын «қысқы» жұмыс  тәртібінде қолдау аралық жылутасығыштың шығынын жылу алмастырғыш 17 арқылы үшжүрісті вентильдің 11 көмегімен, концентарция датчигінің 16 сигналдары бойынша өзгерту жолымен қамтамасыз етіледі. Рекуперативтік жылу алмастырғыш 17 арқылы аралық жылутасығыштың шығыны ұлғайған кезде аралық жылутасығыштан жылу алмастырғыштағы 17 ауаға жылудың  берілуі ұлғаяды, жылу алмастырғыштағы 13 аралық жылутасығыштың температурасы  азаяды, соның салдарынан түйіспелі  жылу алмастырғыштағы 13 аралық жылутасығыштан ылғалдың құйылым ауаға булануы  азаяды және жылу алмастырғыштан 13 шығыста  аралық жылутасығыштың концентрациясы төмендейді.

Сонымен, «қысқы» жұмыс тәртібінде суреттелген  қондырғы, соратын ауадан алып қойылатын  жылу мен ылғалдың және жылу сорабының  жұмысының есебінен құйылым ауаның талап етілетін температурасы мен  ылғалдылығына дейін қыздырылуы мен ылғалдануын қамтамасыз етеді.

Қондырғыны «жазғы жұмыс  тәртібіне» ауыстыру температура датчигінің 19 сигналдары бойынша төртжүрісті клапандарды 5 және 10 қайта ауыстырумен іске асырылады. Бұл кезде аралық жылутасығыш, суретте пунктирлі сызықтармен көрсетілген, төртжүрісті клапандардың арналары бойынша қозғалатын болады. Егер соратын ауаның температурасы мен ылғалдылығы жазғы кезеңде, сыртқы ауаның температурасы мен ылғалдылығына қарағанда, жоғары болса, онда жазғы тәртіпте жылу алмастырғыш 1 арқылы сыртқы ауаны өткізген дұрыс. Бұл кезде реттейтін жапқыш 22 жабық, ал жапқыш 26 – ашық тұруы керек. Ғимараттың соратын желдетуі жазғы кезеңде, ғимараттың қабырғаларындағы тесіктерге кіріктірілген, осьтік желдеткіштермен толық қамтамасыз етіледі.

 «Жазғы»  тәртіпте қондырғы келесідей  жұмыс істейді. Құйылым ауа  жылу алмастырғыштарда 13 және 17 салқындайды  және құрғатылады. Жылу алмастырғышта  13 құйылым ауа аралық жылутасығыштың  абсорбциялық қасиеттерінің есебінен  құрғатылады, ал жылу алмастырғышта  17 ол тек  ауаның шық нүктесінің  температурасынан төмен температурасына  дейін салқындауы кезіндегі конденсация  есебінен ғана құрғатылуы мүмкін.

Құйылым ауаның салқындауы есебінен жылу алмастырғыштарда 13 және 17 жылытылған аралық жылутасығыш  төртжүрістік клапанмен 10 жылу сораптың 9 конденсаторына бағытталады, онда ол тағы да жылу сораптың жұмысы есебінен, содан кейін жылу алмастырғышта 1 жылытылады, аралық жылутасығыш сыртқы ауамен тікелей түйісу кезінде, құйылым  ауадан алынған, жылу мен ылғалды  береді. Содан кейін, жылу алмастырғышта 2 салқындатылған, аралық жылутасығыш  жылу сораптың буландырғышы 7 арқылы өтеді, онда ол одан да төменірек температураға  дейін салқындайды және жылу алмастырғыштарға 13 және 17 қайтып оралады.

Аралық  жылутасығыштың шығысы жылу тасығыш 17 арқылы вентильдің 11 көмегімен өзгерте  отырып, құйылым ауаны құрғату  дәрежесін өзгертуге, яғни ғимараттағы  ауаның талап етілетін ылғалдылығын қолдауға болады. Сыртқы ауаның шығысын  жылу алмастырғыш 1 арқылы реттеуші жапқыштың 26 көмегімен реттей отырып, қондырғыда «жазғы» жұмыс тәртібінде аралық жылу тасығыштың талап етілетін концентрациясын  қолдауға болады.

Құйылым ауаның салқындау дәрежесі, яғни ғимараттағы  ауаның температурасы жылу сораптың жылу өндірістілігін өзгерту жолымен  реттеледі.

Демек, «жазғы»  жұмыс тәртібінде қондырғы жылу сорабының  жұмысының есебінен құйылым ауаның салқындауы мен құрғатуын қамтамасыз етеді.

Егер  жылу сораптың суықөнімділігі құйылым  ауаны салқындату үшін жеткіліксіз  болса, онда қондырғыны құйылым ауаны  жарым-жартылай тазарту және терең  құрғату үшін пайдалануға болады, ал содан кейін құрғатылған ауаны  форсункалы камерада буландырулық салқындату әдісімен салқындатуға болады. бұл  жағдайда, қондырғының «жазғы» жұмыс  тәртібінде аралық жылутасығыш ретінде, хлорлы кальцийдің ерітіндісіне қарағанда, күштірек абсорбциялық қасиеттерге  ие болатын судағы хлорлы литийдің ерітіндісін пайдалану керек. Бұл  кезде, жылу алмастырғыштың 17 орнына, құйылым  ауаның арнасына форсункалы камера қосылуы  керек.

Құйылым ауаны буландырулық салқындату алдын  ала құрғатусыз азтиімді, себебі ауа  жоғары температура кезінде, төмен  салыстырмалы ылғалдылық кезінде де, үлкен ылғал мөлшеріне ие және салқындату кезінде де тұрақты ылғал  мөлшерінде оның салыстырмалы ылғалдылығы 100%-ға дейін жылдам ұлғаяды. Сондықтан, форсункалы камерада құрғатылмаған құйылым ауаны салқындату кезінде, оның салыстырмалы ылғалдылығы өте жылдам ұлғаяды, ал температура аз төмендейді және ғимараттағы ауа бұл кезде жоғары температураға да жоғары ылғалдылыққа да ие болады.

2.4 Микроклимат қондырғысындағы  ауа ағындарының параметрлерінің  өзгеруінің негізгі заңдылықтары

2.5-суретте h-d – диаграммада қондырғының жылу алмастырғыштарындағы соратын мен құйылым ауаның параметрлерінің өзгерулері ұсынылған. Кесінді 1-2 рекуперативтік жылу алмастырғышта 24 соратын ауаның ғимарат ішіндегі ауа температурасынан шық нүктесінің температурасына дейін салқындауын көрсетеді. Ауаның ылғал мөлшері бұл кезде өзгермейді. Қисық 2-3 ылғалдың конденсациясы кезіндегі рекуперативтік жылу алмастырғыштағы 24 ауаның салқындауын көрсетеді. Ауаның параметрлері бұл кезде φ=100% салыстырмалы ылғалдылық қисығының бойымен өзгереді. Учаске 3-4 түйіспелі жылу армастырғыштағы 1 соратын ауаны өңдеу процесін көрсетеді.

Аралық  жылутасығыш абсорбциялық қасиеттерге  ие болатындықтан, ауаның салыстырмалы ылғалдылығы жылу алмастырғыштың 1 шығысында 100%-дан төмен болады. Эксперименттердің нәтижелеріне келісімді ол 85-90% шектерінде болады. Сондықтан қисық 3-4 φ=100% салыстырмалы ылғалдылық қисығынан ауытқиды. Учаске 6-7 түйіспелі жылу алмастырғыштағы 13 құйылым ауаның қыздыруы мен ылғалдануын, ал учаске 7-8 тұрақты ылғал мөлшері кезіндегі рекуперативтік жылу алмастырғыштағы құйылым ауаның жылытуын көрсетеді.

Қисықтар 1-5 және 6-9, екі түйіспелі жылу алмастырғыштардан  тұратын, соратын желдеткіш ауаның жылуын пайдалану үшін құрылғыда  соратын және құйылым ауаны өңдеуді  көрсетеді (сурет 1).