КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМЫ
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Өндірістік кәсіпорындарын электрмен жабдықтау кафедрасы

АУыл шаруашылығын электр энергиясымен қамтамасыз ету
5B081200 Ауыл шаруашылығын  электр энергиясымен  қамтамасыз ету
мамандығына арналған дәрістер жинағы

Алматы 2014

 ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР:  О.Н.Ефимова., Агимов Т.Н. Ауылшаруашылығын электр энергиясымен қамтамасыз ету. 5В081200 – Ауылшаруашылығын  электр энергиясымен  қамтамасыз ету  мамандығына  арналаған  дәрістер  жинағы. – Алматы: АЭжБУ, 2014. –65 б.

Дәрістер курсы 2 семестрге есептелген (6,7 семестр). Дәрістің берілген курсы 6 семестрде оқытылады. Дәріс ауылшаруашылығында  жылуды қолдану сұрақтарына арналған. Сонымен қатар ауылшаруашылық тұтынушыларының электрлік жүктемелері, ауылдық электрлік тораптары, электрлік аппараттары және трансформаторлық қосалқы станциялары қарастырылған.сур. 16, әдеб. - 19 атау.

Пікір беруші аға оқытушы Курпенов Б.К.

«Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының  2014 ж жоспары бойынша басылады.

©  «Алматы  энергетика  және  байланыс  университеті» КАЕҚ,   2014 ж.

Мазмұны

1 дәріс.  Ауылшаруашылық тұтынушылардағы электр жүктемелер	4
2 дәріс.  Ауыл сыртқы электр тораптарының құрылымдары	8
3 дәріс.  Әуе желілерін механикалық есептеу	12
4 дәріс.  Электрлік аппараттары	15
5 дәріс.  Ауылшаруашылық ғимараттардың  жылулық  физикасы	19
6 дәріс.  Жылыту жүйесі. Ауаны шартқа сәйкестендіру. Ыстық сумен қамтамасыздандыру	23
7 дәріс.  Өндірістік  және коммуналды-тұрмыстық  ғимараттарды желдету жүйесі	27
8 дәріс.  Жылулық тораптар. Жылулық тораптардың  қондырғылары	31
9 дәріс.  Мал  және құс асырау  кешендері мен фермаларында   жылуды қолдану	36
10 дәріс.  Қорғалатын топырақтың ғимаратын  жылумен қамтамасыздандыру	39
11 дәріс.  Өндірістік өнеркәсіптер мен  коммуналды-тұрмыстық  ғимараттарды газбен қамтамасыздандыру	43
12 дәріс.  Жанармай және электрэнергия көздерімен жұмыс істейтін жылутехнологиялық қондырғылар	46
13 дәріс.  Жылуэнергетикалық қондырғылар	49
14 дәріс.  Ауылдық  трансформаторлық қосалқы станциялар	55
15 дәріс.  Үш фазалы тораптағы  бейтарап режимдер	59
Әдебиеттер тізімі	65

1 дәріс.  Ауылшаруашылық тұтынушылардағы электр жүктемелер

          Дәріс мақсаты: жүктеме графигін тұрғызудың негізгі әдістерімен танысу. 

Дәріс мазмұны: ауылшаруашылығын тұтынушылардың электр жүктемелері.

Ауыл аймақтарындағы электрлік тораптарымен әдетте электр энергиясының  көптеген әртүрлі тұтынушылар қоректенеді, оған белгіленген аймақтарда орналасқан  және технологиялық процестермен біріктірілген  электр энергиясының қабылдағыштарын немесе қабылдағыштар тобын жатқызуға болады. Электр энергия қабылдағыштары (электрқабылдағыш) деп - электр энергиясын басқа энергия түріне түрлендіруге арналған аппараттарды, агрегаттарды және механизмдерді атайды.

Ауылды аймақтарда  келесі электр энергия тұтынушыларының түрлері болады:  тұрғын үйлер, ауруханалар, мектептер, мәдениет үйлері, дүкендер, наубайханалар және басқа өнеркәсіптер, халыққа қызмет көрсету; өндірістік тұтынушылар – мал асыраушы  тұтынушылар, бидай тазартқыштық пунктер, жылыжайлар, қоймалар ауылшаруашылық өнімдері, диірмендер, көлік қоймалары, қазандықтар және т.б.; агроөнеркәсіптік кешендік өнеркәсіптер, нан қабылдау пункттері, ауылшаруашылық өнімдердін өңдеуші өнеркәсіптер, сүт зауыттары, консервті зауыттар, ет комбинаттары және соған сәйкес, өнеркәсіптік өндірістері болуы мүмкін басқа тұтынушылар.

Ерекше топқа ауылшаруашылық  өнімін өндірумен  айналысатын өнеркәсіп негізіндегі үлкен кәсіпорындар  ерекшелінуі керек, бірінші кезекте мал асыраушы кешендер, құс фабрикалары  және  жылулық  комбинаттары жатады. Оларды электрмен жабдықтау сұлбалары типтік аудандық сұлбалардан ауылшаруашылық тұтынушылардың нақтыланған жүктемесімен ерекшеленеді және өнеркәсіптік өндіріске сәйкес сұлбаларға жақындастырылады.

Есептік жүктемеге толық қуаттың 30 (жарты сағаттық максимум) минуттық уақыт интервалындағы орта мәнінің көп бөлігі жатады, тұтынушы кірісінде пайда болуы мүмкін немесе есептік жылдағы ықтималдығы 0,95 төмен емес қоректендіретін электртораптары болуы мүмкін.

Есептік жылға жүктеме деңгейі анықталатын есептік кезеңнің (5–7 жыл) соңғы жылы жатады.

Электрмен жабдықтау жүйесін жобалауды жобалаудағы есептік жүктеме ретінде  келесі электр энергия тұтынушылары  қарастырылады: ауылдық тұрғын үйлер; коммуналды-қоғамдық тұтынушылар; өндірістік тұтынушылар; сыртқы жарықтандыру және жол жарықтандыру жүктемелері.

Электр тұтынушылары мен тораптары күндізгі активті Р_к(реактивті Q_к) және кешкілік активті Р_к (реактивті Q_к) есептік жүктемелерін ажыратуға болады. Электрлік жүктеме графикте күндізгі максимумды меңгеру өндірістік тұтынушыларға сәйкес келеді (электржетек, электр жылытқыштық және электртехнологиялық қондырғылар). Коммуналды-тұрмыстық тұтынушыларда (тұрмыстық және қоғамдық ғимараттардың ішкі жарықтандыруы, жеке және ұжымдық қолданыстағы тұрмыстық электр құралдары) жүктеменің үлкен бөлігі кешкі уақыттарда байқалады. Аралас тұтынушылар үшін жүктеме графигі  күндізгі уақытта да кешкі уақытта да жүктеменің жоғары нүктесінде болады. Күндізгі  максимумда  К_ук (кешкі -К_{у к}) максимуме қатысу коэффициенті жүктемесі, электр тұтынушының максималды жүктемесінің қай бөлігі күндізгі (кешкі) максимумға келетінін көрсетеді [14].

Есептік жүктеме ретінде есептеу кезінде күндізгі немесе кешкі жүктеменің ішінен үлкенін қабылдайды.

Есептік жүктемені екі максимумның біреуі бойынша анықтауға болады, мысалы, күндізгі жүктемемен анықтауға болады, егер кернеуі  0,38 кВ  торапта тек қана өндірістік тұтынушылар ғана қосылғаны белгілі болса немесе кешкі жүктемемен егер барлық жүктемелер тек тұрмыстық болса.

 Егер тұтынушылардың бір түрі  (өндірістік немесе тұрмыстық)  0,38 кВ кернеу торабындағы  жүктеменің жалпы жүктемесінің  30%-ын құраса, онда жүктеме сипаттамасы  тұтынушылар басым бөлігімен  анықталады. Қарсы жағдайда жүктеме араласқан болып есептелінеді деп шарт қабылданған.

Дәстүрлі ауылшаруашылық тұтынушыларына есептік жүктеме, ереже бойынша, қысқы тәулікте – қысқы максимумге сәйкес келеді. Электржабдықтау аймағында  маусымдық тұтынушылары болса (көшетжай, жылыжай, дәнді желі, сорғы станциялары су арығын тарту) және келесі шартта, маусымдық жүктеме: маусымдық емес  тұтынушылардың  қосынды жүктемесінен жазда 30% -дан астам, көктемде 20%-дан астам, күзде 10%-дан, астам болса, қысқы максимумнан басқа, сәйкесті маусымның есептік жүктемесін маусымдық коэффициентті ескеріп анықтау қажет.

Ауылшаруашылық аймағындағы электр жүктемелерін есептеу ауылшаруашылық бағыттағы 0,38 — 110 кВ кернеу тораптарындағы [17] электрлік жүктемелерін есептеу бойынша әдістемелік нұсқау арқылы есептелінеді. Жүктемені есептеу кезінде ауылдық тұрғын үй ретінде  көп пәтерлі үйдегі пәтер немесе жеке электр санауышы бар бір пәтерлі үй есептелінеді.

Жүктеме графигін -электр қондырғылар жұмысын талдау үшін, электр жабдықтау жүйесін жобалау үшін, болжамдық шамамен  электржабдықтау жүйесін құру үшін, қондырғыларды жөндеуден өткізуді жоспарлау үшін  және де қалыпты жұмыс режимін енгізуге,  қолданыс процессіне қолданылады.

Жүктеме графигі- тұтыну жүктемесінің уақыт бойынша өзгеру сызбалық бейнесін көрсетеді. Оларды тәуліктік, маусымдық, жылдық жүктеме графиктері деп бөледі. Тәуліктік графиктер қуат жүктемесінің тәулік бойынша өзгеруін көрсетеді (1.1 суретті қара).

а – қысқы күн үшін; б – жазғы күн үшін: Р_м – максималды жүктемеге байланысты салыстырмалы бірліктегі қуат.

1.1 сурет - Тәуліктік жүктеме графигі

Жылдық графиктер көктемгі-жаздық және күзгі қыстық кезеңдегі тәуліктік графика сипаттамасы негізінде тұрғызылады (1.2-1.3 суреттерді  қара).

                           

1.2 сурет - Жылдық жүктеменің жылдық графигі                                1.3 сурет - Ұзақтығы бойынша  жүктеме графигі                                  

Ұзақтығы бойынша жылдық графикті  бір жылдағы қыстық және жазғы тек қана екі күнгі тәуліктік графигін қолданып, нақты дәлдікпен тұрғызуға болады (1.4 суретін қара).

1.4 сурет – Ұзақтығы бойынша жылдық графикті  қысқы және жазғы күнгі тәуліктік графиктер арқылы тұрғызу

Ұзақтығы бойынша объектінің жүктемелік жылдық графигі бар болса, максималды жүктеменің Т қолдану уақытын анықтауға болады, оны ауданы бойынша тең шамалас ABCD фигураға тік төртбұрыштың  негізі ретінде, ұзындығы есептік жүктемеге тең (1.5 суретті қара) деп қарастыруға болады.

1.5 сурет – Ұзақтығы бойынша жылдық графигі арқылы  максималды жүктеменің қолдану уақытын анықтау

Электр жүктемелері графиктерінің ықтималды моделдері.

Жүктеме графигінің лездік моделі келесі параметрлермен көрсетіле алады: номиналды қуатпен (Р_ном), қолдану коэффициентімен (k_қ), жүктелу коэффициентімен (k_ж), реактивті қуат коэффициентімен (tg _γ), корреляциялық функциялар (КФ) түрлерімен және параметрлерімен немесе циклдің (t_цикл) орташа ұзақтығымен.

Есептік жүктеме S_есеп деп, толық қуаттың орта мәнінен неғұрлым көп 30 минут (жарты сағаттық максимум) аралықтағы S_м30, ықтималдылығы 0,95 төмен емес, есептік жылдағы қоректендіретін тораптың немесе тұтынушылар кірісінде пайда болуы мүмкін шаманы айтады. Олар күндізгі, P_ек (Q_ек), және кешкі P_ек (Q_ек), есептік активті (реактивті) жүктемелер болып бөлінеді. Сымдардың көлденең  қимасының ауданын немесе трансформаторлық қосалқы станцияның қуатын таңдағанда есептік қуат ретінде, желінің немесе қосалқы станцияның осы бөлігінен алынған күндізгі, ΣS_ек, немесе кешкі, ΣS_ек, есептік жүктемелердің неғұрлым үлкен шамасы қабылданады. Тораптағы кернеудің шығындары мен ауытқуы күндізгі және кешкі  жүктеме режимдері үшін жеке есептелінеді.

Жүктеме өсу коэффициенті k_ж деп, есептік және сол жылдың  жүктемелер қатынасы айтылады. Есептік жыл ретінде, t_е, электрқондырғылардың басқа параметрлері және жүктеме деңгейі анықталатын есептік кезеңнің соңғы жылы есептелінеді. Соңғы жыл, t_б деп электртұтыну мен жүктемелері мәліметтері бар соңғы жылы есептелінеді.

Бір уақыттық коэффициенті, k_б араласқан максималды жүктеме шамасының   Р_р, жеке тұтынушылар  Σ, немесе олардың тобының:  Σ Pеi =PеiеoP_қ қосынды жүктемесіне қатынасы есептелінеді. Жүктеменің күндізгі (кешкі) максимуміндегі коэффициенті, k_қк , максималды жүктеменің қай бөлігі жүктеменің күндізгі (кешкі) максимумына келетінін көрсетеді.

2 дәріс.  Ауыл электр тораптарының сыртқы құрылымы

Дәріс мақсаты: сыртқы ауыл электр тораптарының  құрылғыларымен танысу

Дәріс мазмұны: сыртқы электр тораптарының құрылымы; әуе желісінің оқшауламасы; әуе желісінің бағаналары.

Кернеуі 1000 В жоғары әуе электр желілерінде  жалаң сымдар мен тростарды қолданады. Олар ашық ауада, атмосфера әсеріне (жел, мұз, температураның өзгеруі) және қоршаған ауаның зиянды (химиялық зауыттардың қышқыл газдары, мұхит тұзы) қоспаларымен әрекеттеседі және  сол себепті олар жеткілікті түрде механикалық берік болуы және коррозияға қарсы төзімді болуы қажет.

Бұрын әуе желілерінде мыс сым қолданылған, ал енді алюминдік, болат алюминдік  және болаттық, жеке жағдайларда арнайы алюмини балқымасынан жасалған  – альдрея және басқаларын қолданады. Найзағайдан қорғаушы тростар негізінен болаттан жасалады.

Құрылысы бойынша оларды:

а) барлық көлденең қимасы таза бір сымнан тұратын  бір талшықты сымдар (2.1, а суретті қара);

б) бір металдан тұратын көп талшықты сымдар, (сымның көлденең қимасына байланысты) және 7; 19 және 37 өзара жеке сымдардан оралған (2.1, б суретін қара) сымдардан тұрады;

в) көп талшықты екі металдан тұратын сым – болат немесе алюмини немесе болат және қоладан тұрады. Құрылысы қарапайым болат алюминдік сымдар (АС маркалы) болатты цинкталған сымнан (бір талшықты немесе  немесе 19 сымнан оралған), олардың айналасында 6, 24 немесе одан көп сымдардан тұратын алюмин бөлігі орналасқан (2.1, в суретті қара) болып келеді.

а – бір талшықты сым; б – көп талшықты сым;

в – болат алюминді сым.

2. 1 сурет  – Әуе желі сымдарының құрылысы

Күштік кәбілдер келесі негізгі элементтерден тұрады: ток өткізгіш талсым, оқшаулама, қорғаушы жабынды қаптамасы. Кәбілдің құрылысына негізгі элементтерден басқа экрандар, қорғаушы жерлендіргіш талсымы және толтырушыларды (2.2 суретті қара) жатқызамыз.

а – домалақ және сегментті екі талсымды кәбілдер, б – жеке қаптамасы бар белдік оқшауламасы бар үш талсымды кәбілдер, в – нөлдік талсымы домалақ, секторлы және үшбұрыш пішіндегі төрт талсымды кәбілдер:  1 – ток өткізгіштік талсым,

2 – нөлдік талсым, 3 – талсымның оқшауламасы, 4 - ток өткізгіштік талсымдағы экран,

 5 – белдік оқшаулама, 6 - толтырушы, 7 - талсымның оқшауламасындағы экран,         

8 - қаптама, 9 – орамсауытты жабынды, 10 – сыртқы қорғаушы жабынды.

2.2 сурет – Күштік кәбілдердің көлденең қимасы

 

Күштік кәбілдерді: ток өткізгіш талсымдардың металлының тегіне байланысты – алюмини және мыс талсымдық кәбілдер, ток өткізгіш талсымдар оқшауланатын материалдар тегіне байланысты, қағаз оқшауламалы, пластмассалық және резиналық оқшауламалы кәбілдер, сыртқы орта әсерінен талсымды оқшаулама қорғанысының тегіне байланысты - металдық, пластмассалық және резиналық қаптамадағы кәбілдер, механикалық бүлінуден қорғау тәсілі бойынша - орамсауытты және орам сауытсыз кәбілдер, талсым санына байланысты - бір-, екі-, үш-, төрт және бес талсымды кәбілдер деп бөледі.

Кәбілдің әрбір құрылысына орай белгіленуімен маркалануы болады. Кәбілдің маркасы кәбілдің құрылысын суреттейтін сөздердің бастапқы әріптерінен құралады.

Кәбілді арматура  кәбілдің  құрылыстық ұзындығын жалғау үшін және де кәбілдік желіні ұштауға арналған. Тағайындалуы бойынша кәбілдік желіні келесі топтарға бөлуге болады:

1) біріктіруші муфталар және олардың түрлері (тармақталған, біріктіргіш-тармақталған) — кәбілдің жекелеген құрылыстық ұзындығын өзара жалғау үшін арматура;

2) тоқтатқышты және жартылайтоқтатқышты муфталар — кәбілдің  құрылыстық ұзындығын жалғау үшін  және бір уақытта сіңіретін құрамдағы секциядан секцияға немесе майдың ағып кетуін шектейтін және кәбілдік желіні  секциялау үшін арматура;

3) ұштық муфталар және  ұштық жасалымдар— ауадағы және бөлме ішіндегі кәбілді ұштауға арналған арматура.

Металлдық муфталар құрылысы кернеуге тәуелді болады. Кернеуі 1 кВ-қа кәбілді жалғау үшін   СЧ немесе СЧ_метал типті жалғастыратын  шойындық муфталар қолданылады, 6 және 10 кВ кернеудегі кәбілдер үшін—СС типті  қорғасындық муфталар немесе СА типті алюминдік муфталар қолданылады. Қорғасындық және алюминдік муфталар  жерге төсегенде механикалық бүлінуден  К_зЧ, К_зЧ_г (герметикалық орындалу) типті шойыннан немесе КзП типті шыны әйнектен жасалған қорғаушы қаптамамен қорғалады. Муфтаның алюминдік қаптамасының  коррозиядан қорғалуы қосымша сыртқы орамдармен және жылу бәсеңденетін трубкалар арқылы іске асырылады.

Кернеуі 20 және  35 кВ кәбілдерді  жалғау үшін жездік және қорғасындық  СЛО немесе ССО типті бір фазалық  муфталар қолданылады. Үш бірфазалы муфталарды жерге төсегенде оларды механикалық және коррозиядан бүлінуден қорғау үшін  олар жалпы бір металлдық  (шойындық немесе болатты) немесе шыны әйнектік қаптамаға салынады [1].

Кәбіл тораптарын жерге төсеу тәсілдерін таңдау: жүктеменің орналасуымен шамасына, өнеркәсіптің құрылыс тығыздығына,  технологиялық,  көлікті коммуникациялық, электротехникалық бөлмелерді орналастыруға, қорек көзінің параметрлерімен орналасуына, жер асты суларының деңгейіне, жердің және сыртқы ортаның ластану дәрежесіне, кәбілдік желінің бағытталуына байланысты іске асырылады.

Арнайы ғимараттың әрбір түрі  кәбілді төсеу үшін күштік кәбілдердің максималды  санымен сипатталады, керек жағдайда оларды жалғастыруға болады. 6 кәбілдік траншея, 24-канал, 20-блок, 72-туннель, 24-эстакада, 56- галерея.

Кәбілдердің қандай-да бір төселу түріне өте сирек жол беріледі. Әдетте, нақты шартқа байланысты кәбілдік желілерді төсеудің әртүрлі қоюластырған орындалу тәсілдері ыңғайлы болып табылған жағдайда аралас төсеуді қолданады.

Желілік оқшаулатқыш (электрлік оқшаулатқыш) — әуе электр беріліс желілері үшін (ӘЖ) сымдар мен кәбілдерді  ілу және оқшаулайтын құрылғы.

Орындалу материалдары бойынша  оқшаулатқыштар фарфорлы, әйнекті және полимерлі болып бөлінеді.

Фарфорлы  оқшаулатқыштарды  электротехникалық фарфордан дайындайды, жылтырату қатпарымен жабады және пештерде күйдіреді. Әйнек оқшаулатқыштарды арнайы шыңдалған әйнектен дайындайды. Олардың  механикалық беріктігі жоғары, салмағы және пішіні кішкентай, фарформен салыстырғанда тозуға баяу беріледі, бірақта  электрлік кедергісі аз болады.  Полимерлі  оқшаулатқыштар  арнайы иілгіш массалардан жасалады.

Бағанаға бекіту әдісі бойынша  оқшаулатқыштар  қадауыштық және аспалы болып бөлінеді.

Қадауыштық оқшаулатқыштар (қадауыштар мен иілгіштерге бекітіледі) кернеуі 35 кВ-қа дейінгі әуе желілерінде  қолданылады. Аспалы оқшаулатқыштар ( тізбелімді (грилянд) болып жиналып арнайы арматурамен бекітіледі) кернеуі 35 кВ және одан жоғары ӘЖ қолданылады.

Оқшаулатқыштардың белгіленуіне келесілер кіреді:

- олардың құрылысын көрсететін, әріптер: Ш — қадауыш, П — аспалы;

- материал: Ф — фарфор, С — әйнек, П — полимер;

- бағытталуы: Т — телеграфты, Н — төменгі кернеулі,  Г — кірге төзімді (аспалыға), Д — екі юбкалы;

- мөлшер пішін: А, Б, В, Г (қадауыштық); қадауыштық оқшаулатқыштарға номиналды кернеуге (10, 20, 35)  сандары, немесе  ішкі ойықтың диаметрін (төменгі кернеулілерге) көрсетеді, ал аспалыларда — кепілдендірілген механикалық беріктігін   килоньютонда көрсетеді.

Әуе желісінің бағаналары бағытталуына  және трассада орнатылу орнына байланысты  аралық, анкерлі, бұрыштық, ұштық және арнайы болуы мүмкін.

Аралық бағаналар сымдарды желі бөліктерінде түзу ұстап тұру үшін қолданады. Аралық  бағаналарда  сымдарды қадауыштық оқшаулатқыштармен бекітеді. Бағана аралығындағы қашықтық  кернеуі  1000В –қа дейінгі  желі үшін  ұзындығы 35 — 45 метрді құрайды, ал кернеуі  10 кВ –қа дейінгі — 60 метрді құрайды.

Анкерлі бағаналар  трассаның түзу бөліктеріне және әртүрлі ғимараттар қиылысына орналасады. Олар қатаң және берік құрылымды болады, өйткені қалыпты жағдайларда әуе желісінің бойымен бағытталған сымдар тартылымының айырмашылығынан қабылдайды,  ал сымдар үзілген жағдайларда қалған барлық анкерлік қашықтықтағы тартылысты ұстап тұруы қажет. Анкерлі бағандағы сымдарды  аспалы немесе қадауыш оқшаулатқыштармен  терең бекітіп тастайды. Кернеуі 10 кВ  әуе желісінің анкерлі бағаналарын шамамен  250 метр ара-қашықтықта орналастырады.

Бұрыштық бағаналарды  желі бұрылыс нүктелеріне орнатады. Желінің бұрылыс бұрышы деп- желі жобасындағы желінің ішкі бұрышына  180⁰ толықтырылған бұрышты айтады.

Ұштық бағаналар,  желінің басына және соңына орнатылатын анкерлі бағаналардың бір түріне жатады. Ұштық бағаналар сымдардың  әркездегі бір жақтан тартатылысын ұстап тұруы қажет, ал бұрыштықтар  — әуе желісінің трасса бағытының бұрылу тартылысын ұстап тұруы қажет.

Арнайыға өтпелі бағаналарды жатқызады, олар электр жеткізу желілерінің әртүрлі ғимараттармен қилысу жерінде немесе  кедергілер (мысалы, өзен, темір жол және т.б.) орын алған жағдайда орналасады.

3 дәріс.  Әуе желілерін механикалық ессептеу

Дәріс мақсаты: сымдардың механикалық беріктілігін  есептеу меңгеру.

Дәріс мазмұны: сымдағы механикалық жүктемені анықтау;  сымдардың механикалық беріктілігін  есептеу.

Сымдардың механикалық есебі ондағы нормалық беріктік қорын есептеу үшін жүргізіледі және  желінің әртүрлі климаттық жағдайдағы салбырау  жебесі (стрела) шамасын анықтау үшін қажет.

Есептік климаттық жағдайлар және әуе желілерінің (ӘЖ) механикалық беріктігін  арттыру шаралары ел аумағының  аудандалу карталарына сәйкес желдің екпінді жылдамдығы бойынша  және мұзды шамалардың түзілуі бойынша  және найзағайлылық белсенділік бойынша анықталады.

Желдің максималды  нормативті  екпінді жылдамдылығы жер бетінен   15м дейінгі биіктікте 2.5.1. ПУЭ РК [19] кестесі бойынша анықталады. Жер бетінен 10м биіктіктегі мұз қабырғасының нормативті қалыңдылығы 2.5.3. ПУЭ РК [9] кестесі бойынша анықталады.

Меншікті механикалық жүктеме есебі рұқсатты кернеу әдісі бойынша анықталады, ол келесідей өрнектеледі:

           _(3.1)

 

          _(3.2)      

 

         

 _(3.3)                                

мұнда , ,  - сәйкесті, сым материалының  жіберілетін механикалық кернеуінің төменгі және орта жылдық температурасы және неғұрлым үлкен механикалық жүктемесі;

сым металының тартылғандағы шектік беріктігінің пайыздық түрдегі рұқсатты кернеулер мәндері- , , -,  және  шамалары  сымның алюминдік және болаттық қатынастары.

Сымдарды есептеу процессінде  бастапқы режимі анықтау қажет яғни , металда ең көп механикалық кернеу пайда болатын ӘЖ неғұрлым ауыр жұмыс режимін табу қажет. Бастапқы режимге  келесі режимдердің біреуі таңдалуы қажет: төменгі температураның; орташа жылдық температураның; неғұрлым үлкен механикалық жүктеменің.

Бастапқы режим  аралас сымдармен критикалық пролеттардың мәнімен бірге анықталатын ӘЖ есептік алшақтық (пролет) шамаларын салыстыру жолымен анықталады ол келесі өрнекпен көрсетіледі:

         _{( 3.4)}

      _{( 3.5)}

                                                  _{( 3.6)}            

мұнда  - алшақтық, мұнда сымның кернеуі  төменгі температура режимінде σ_tmin, рұқсатты кернеуге жетеді ал орташа жылдық  температуралар режимінде мәні σ_э жетеді;

 - пролет,  мұнда сымның кернеуі  жоғары жүктеме режимінде σ_γmax, рұқсатты кернеуге жетеді ал төменгі температура режимінде - σ_tmin жетеді;

 - пролет, мұнда сымның кернеуі  орташа жылдық температура режимінде σ_э, рұқсаттыға тең ал жоғары жүктеме режимінде σ_{γ max} жетеді;

,  - аралас сымның иілгіш ұзындығының температуралық кеңею коэффициенті;      

, , - төменгі температура, мұздық режимдегі немесе жоғарғы жүктеменің және орташа жылдық температурасы;                                          - аралас сымның иілгіш ұзындығының температуралық кеңею коэффициенті.

- иілгіштің кері модуліне шама болып табылып келесі өрнекпен көрсетіледі:

 

                                                     _{( 3.7)}

 

 ,

                               

Сымға әсер ететін  меншікті механикалық жүктемелер анықталады.

Сым массасының әсерінен жүктеме:

                                                                                                                    _{( 3.8)}

мұнда  - ұзындығы1 км сым массасы;

        - сымның нақтылы көлденең қимасының ауданы.

Мұздың әсерінен жүктеме:

                                                                                             _{( 3.9)} 

мұнда  - мұз қабырғасының нормативті қалыңдығы;

        - сымның диаметрі.

Сым массасының және мұздың әсерінен  жүктеме:

                                                                                                                _{( 3.10)}

Желіге мұздан еркін жел әсерінен жүктеме,:

                                                                                     _{( 3.11)}

мұнда - қарастырылатын режимдегі желдің нормативті екпіндік жылдамдығы;

 - ӘЖ пролет ұзындығындағы жел екпінділігі жылдамдылығының тепе-теңсіздігін ескеретін коэффициент;

 - беттік кедергі коэффициенті. Диаметрі 20 мм және одан жоғары, мұздан тыс сымдар үшін:  

Мұзбен жабылған сымға жел әсерінен жүктеме:

                                                                   _{( 3.12)}

Мұздан тыс сымға әсер ететін нәтижелік жүктеме:

                                                                                                 _{( 3.13)}

Типтік бағананың биіктігін дұрыс таңдау үшін сымның максималды салбырау  жебесін  анықтау қажет, ол жұмыс режимінің  біреуінде пайда болуы мүмкін: үлкен температура режимінде немесе желсіз мұзды режимінде.

ӘЖ осы екі жұмыс режимінің  негізгі теңдеу жағдайын шешу сым металлындағы кернеудің мәнін береді.

Жоғары температура режимі.

                                    _{( 3.14)}

           

мұнда ;         .

Теңдеуді салыстырмалы шешіп , алтынымыз:

Салбырау жебесі анықталады:

                                                                                                                 _{( 3.15)}

 

Осы шарттармен жер бетінен бағананың төменгі траверсіне дейінгі  аз рұқсатты қашықтығы есептелінеді:

                         _{( 3.16)}

мұнда - траверстің төменгі бөлігіне дейінгі бағана ұзақтығы;

 - сымның салбырау нүктесі;

-  тізбелім биіктігі.

4 дәріс. Электрлік аппараттары

Дәріс мақсаты: электрлік  аппараттарын құру  негіздері және  жұмысы.

Дәріс мазмұны: автоматты ажыратқыштар; балқыма сақтандырғыштар;

айырғыштар.

Коммутациялық аппарат – бұл электрлік тізбектерін ажыратуға және ауыстырып қосуға  арналған құрылғы –  олар қолмен, қашықтықтан және автоматты  түрде басқарыла алады.

Қолмен басқарылатын аппараттар оның тікелей басқару органдарына әсер етіп жұмыс жасайды. Қашықтықтан басқарылатын аппаратура оның жетек элементтеріне электромагнитті күшпен әсер ету арқылы жұмыс жасайды.

Қолмен басқарылатын аппараттар өзінің қолданылуы және бағытталуы бойынша бөлінеді: күштік тізбектерді коммутациялау үшін (электрқозғалтқыштар орамалары, электрмагниттердің, трансформаторлардың, қыздырғыштардың) және басқару тізбегін коммутациялау үшін (орамасының  релелік-түйіспелік аппараттардың, бақылау құрылғыларының, реттеу және сигнал беру).

Мұндай бөліну коммутациялық тізбектегі  токтар мен кернеулердің әртүрлі  шамаларымен  шартталған, өз кезегінде аппараттардың  габаритті өлшемдерімен және құрылымдық орындалуына байланысты.

Барлық қолмен басқарылатын аппараттардың міндетті түрде келесі түйіндері болады: қозғалмайтын түйіспелері; қозғалатын түйіспелері; басқару органдары. Бұдан басқа олардың баптау, доға сөндіру, бекіту элементтері болады.

Күштік тізбектерде контроллерді, айырғыштарды, пакетті ажыратқыштарды қолданады. Олардың түйіспелік жүйесі қуатты болады  және үлкен габаритті өлшемдерімен ерекшелінеді.

Басқару тізбегінде қолданылатын аппараттар командоаппараттары деп аталынады. Олар күштік электраппараттардың  басқару тізбегін (түіспелерін) ауыстырып қосу үшін қосымша  басқару және қорғау тізбектеріне әсер етеді.  Кей жағдайларда кіші қуатты электр қозғалтқыштарды тура қосуға және электрмагниттерді қосуға арналады. Оларға жататындар: бастырмалы станциялар; командоконтроллерлар; ауыстырып қосқыштар, бойлық, соңғы және  апаттық ажыратқыштар.

Кішкентай қуаттағы тізбектерді  3А-ге дейінгі токқа кернеуі 380 В дейін кіші габаритті  микроауыстырып қосқыштар қолданады.

Қолмен басқару аппараттарының рұқсатты ток жүктемесі номиналды немесе  рұқсатты ұзақ токпен  (қызу шартынан) және қосылу тогымен немесе жүктеме ажырауымен анықталады.

Электрлік оқшаулатқыш – жерлендіруге немесе қысқы тұйықталудың метал корпусына тиюін ескертетін және әртүрлі электрлік потенциалда болатын электр құрылғыларының  бөліктерін механикалық байланыстыру үшін  электрлік оқшаулама құрылғысы. Оқшаулатқыштарды жоғары  меншікті электрлік кедергілі  (1011 —1022 Ом·м) диэлектриктерден жасайды, неғұрлым жиі фарфордан және әйнектен жасайды. Оқшаулатқыштардың құрылысы мен мөлшерлері оған түсетін механикалық жүктемемен, қондырғыларыдың электрлік кернеуімен және олардың қолданыс шартымен анықталады.  Оқшаулатқыштардың беттік қабатының  электрлік тесілуін шектеу үшін (әсіресе атмосфералық әрекет етуді ескеріп) және электрлік разряд болуы мүмкін жолын ұзарту үшін оларды күрделі пішінде жасайды. Электрлік оқшаулатқыштарды желілік (қадашықты (штыр) және аспалы) – электр тарату желісі бағанасына сымдарды бекіту үшін (4.1 суретті қара); тарату құрылғыларына ток өткізгіш бөліктерді баптау үшін – станционарлы (бағаналы және өтпелі); аппараттық – электрлік аппараттарда құралдарда және машиналарда  бөлшектерін бөліп бекіту үшін оқшаулағыштар қолданылады.

1 – фарфорлы корпус; 2 – құйылған шойыннан шапка; 3 – болат талсым.

4.1 сурет - (а) қадашықты оқшаулағыш және  (б) аспалы тізбелім (гирлянда) оқшаулағыштары

Автоматты ажыратқыштар токты қалыпты режимде өткізуге және қысқа тұйықталуда, асқын жүктелуде немесе кернеу деңгейінің тым төмен түсуінде токты ажыратуға, және де электр тізбектерін жиі емес оперативті қосып ажыратуға  арналған.

Автоматты ажыратқыштар келесі белгілері бойынша жіктеледі: полюстер саны -  1 ден 4-ке дейін; ток шектегіштік немесе ток шектемейтін; ағытқыштар (расцепитель) түрі бойынша:  ағытқышпен, жылулық немесе жартылай өткізгішті, асқын жүктеме токтар аумағында; қысқа тұйықталу токтар аумағында электрмагнитті расципителді.

Ажыратқыш құрылысында  жылулық (жартылай өткізгішті) немесе электрмагнитті ағытқыш, әйтпесе жылулық және электрмагнитті ағытқыш бірдей – аралас расцепитель қолданыла алады; селективті және селективті емес – қысқа тұйықталу токтары аумағында уақыт ұстанымымен; жетек түріне байланысты – қолдық немесе электр жетегі болып; орындалуы бойынша: щитке немесе панелге стационарлы қозғалмай бекітілген; рамаға қозғалмалы бекітілген (DIN-рейкаға), күтуге және жөндеуге электр тізбегін ажыратпай  үзіліссіз ауыстыру мүмкіндігімен орындалады.

Автоматты ажыратқыштардың көп типтері қосымша жинақтау бірліктерін  қарастырады, қосымша (сигналдық) түйіспелерді, автоматты ажыратқышты қашықтық ажырататын тәуелсіз ағытқыштарды қарастырады. Соған қоса ажыратқыштар бекіткіш бұйымдармен, арнайы кәбелді ұштармен, шкаф есігін ашпай ақ ажыратқыштан бұрын қолдық қашықтықтан жетек құрылғысымен, «ажыратылған» және т.б. жағдайдағы ажыратқышты бекіту құрылғылармен жабдықталған.

Нормаланған техникалық сипаттамалар:

- ажыратқыштың номиналды тогы I_ном – токтың максималды мәні (айнымалы немесе тұрақты), қалыпты қолданыс шартында автоматты ажыратқыш арқылы ұзақ режимде  ағатын ток. Номиналды жұмысшы жылулық (несмесе жартылай өткізгішті) ток  I_{ном.жұм} бұл – айнымалы немесе тұрақты токтың осындай мәні автоматты ажыратпай ұзақ уақыттық ағатын ток, бірақ оның ажырауы ереже бойынша 1,05 I_{ном.жұм}...1,2 I_{ном.жұм} мәні бойынша үлкен нормаланған ток уақытынан ажыратылатын токты айтады.  Жылулық (жартылай өткізгішті)  ағытқыштардың   номиналды жұмысшы тогының толқитын мәні стандартты қатардан таңдалынады, бірақ автоматтың ажырату тогынан аспайды.

- қысқа тұйықталу тогы аймағындағы  әсер ету тогы бойынша тағайыншама бұл  – электрлік тізбекті айырыммен автоматты ажыратқышты ажырататын токтың мұндай тұрақты немесе айнымалы мәні. Қысқа  тұйықталу тогы аймағындағы  әсер ету тогы бойынша тағайыншама ток өлшем бірлігі бойынша, немесе жылулық ағытқыш тогына  еселік шама ретінде I_{ном.жұм}, мысалы 10I_{ном.жұм} таңдалынады;

- қысқа тұйықталу тогы аймағындағы  әсер ету тогының уақыты – селективті ажыратқыштарға нормаланады және  қысқа тұйықталу тогы аймағындағы  орнатылған токка тең немесе асатын ажыратқыш арқылы ток шамасына жеткенде электрлік тізбектің   күту уақытын анықтайды;

- номиналды  кернеу, В – оның техникалық сипаттамаларына нормаланған, автоматты ажыратқыш арқылы ағатын тұрақты немесе айнымалы токтың  кернеуі;

- шекті коммутациялық қабілеттілігі – автоматты ажыратқыштың жұмыс қабілеттілігі сақталынатын қысқа тұйықталу тогының шекті мәндері.

Балқыма сақтандырғыш — бір реттік әсері бар коммутациялық аппарат, токпен қыздырылатын балқыма тағайыншамасының еріп кетуі арқасында электрлік тізбек ажыратылатын берілген мәннен токтың шамасы артқан жағдайда  әрекет етеді. Ол тізбек бөлігін немесе электрлік қондырғыны   қысқа тұықталудан (ҚТ)  немесе ұзақ уақыттық асқын жүктеме тогынан қорғайды. Шаруашылық бағыттағы электрлік тораптарда балқыма сақтандырғыштар  35 кВ кернеуге дейін қолданылады.  Кернеуі 35 кВ қосалқы станцияларда күштік трансформаторларды ПСН-35 типті сақтандыр-ғыштарды қолданады.

1 кВ-қа дейінгі электрлік тораптарда  келесі түрдегі балқыма сақтандырғыштар қолданылады:  П сериалы ашық балқыма тағайыншамасы бар; мұндай сериалы сақтандырғыштарда доға көлемін шектейтін еріген металдар бөлігін және жалынды аластату құрылғысы болмайды;  СПО немесе ПТ сериалы жартылай жабық патронды; бұл сериалы сақтандырғыштардың патрондары  бір немесе екі жағынан ашық келеді, бұл металмен жалынды шектеуге мүмкіндігі бар;  жабық патронмен, иондалған газдар шығарылуымен доға сөндірілсе; толтырылмайтын сақтандырғыштарда, балқыма тағайыншама ауамен толтырылған патронда болады  (Е27, ЕЗЗ, ПР1, ПР2, ПРС сериалары), толтырылатын сақтандырғыштарда — патронында, кварц құммен толтырылады  (НПН, ПН2, ПНБ, ПРТ және т.б. сериялары).  Е және ПРС  сақтандырғыштар  сериялары— пробкалы болады.

Сақтандырғыштардың негізгі параметрлері  номиналды ток, номиналды кернеу және ажыратудың шекті тогы болып табылады.

Айырғыштарды бірполюсті және үш полюсті сыртқы қондырғыға, пышақтарын көлденең  және тік орнатып, жерлендіру пышақтарымен  немесе бұл пышақтарсыз орындайды.

Айырғыштарды  номиналды  кернеу мен тогы бойынша анықтайды, орнату тогы бойынша  (сыртқы, ішкі) және қысқа тұйықталуда  жылулық және динамикалық тұрақтылыққа  тексереді.

10, 20 және 35 кВ тораптарда келесі бір полюсті және үш полюсті айырғыштарды қолданылады  РВК  типті (іште орнатылатын)  

ПР-2 және ПР-3 жетегі бар;  РОН, РЛНД, РОНЗ типті айырғыштар.  Аппараттың белгіленуінде: Р — айырғыш, В — іште орнатылатын, Н—сыртта орнатылатын, О — бір полюсті (бір колонкалы), Л — желілік, Д – екі колонкалы,  3 —жерлендіргіш пышақтармен; сандармен номиналды кернеуі (кВ) және номиналды тогы (А) және т. б. түрлері болады.

Айырғыштарды жерге қысқа тұйықталу тогы 5А-ге дейін  20 және 35 кВ желілерде  және 30 А –ге дейін 10 кВ және одан төмен  желілерде, теңестірілетін ток 70 А –ге дейін 10 кВ-қа дейін тораптарда, жүктелінетін тогы 15А-ге дейін   10 кВ тораптарда механикалық жетекті үш полюсті айырғыштармен ажыратылатын шартында айырғыштарды қолдануға болады.

5 дәріс.  Ауылшаруашылық ғимараттардың жылулық физикасы

Дәріс мақсаты: ауылшаруашылық ғимараттардың жылу физикасымен таныстыру.

Дәріс мазмұны: бөлменің жылулық режимі; бөлменің ауалық режимі;

жылыту, ыстық сумен  жабдықтау және  ауаны шартқа келтіру.

Малдар ұстайтын бөлмелерде (ірі қара мал, шошқа, қой, ешкі, қояндар т.б.) жылдың суық кезеңінде  нақты бір температураны ұстап тұру қажет, ол малдардың өнімділігін арттыруға өте қажет.

Малдар организміндегі физиологиялық процестер адамның организмі сияқты, сыртқы жылуалмасумен тығыз байланысты. Әрбір малдың  қоршаған ортамен жалпы жылуалмасуы бәрінен бұрын, ауа температурасына тәуелді. Малдардың өнімділігімен температурасына  өте жоғары температурамен қатар өте төменгі температура зиян келтіреді. Әрбір малдың суық пен ыстыққа төзімділігі әртүрлі болады [13].

Жылулық режимді қамтамасыз етуге ауа ылғалдылығы үлкен рөл атқарады.

Жоғары температура, малдарға жаман әсерін тигізеді, жылуберуді қиындатады, ол өз кезегінде зат алмасуын қиындатып, өнімділікті азайтады. Бұл кезде жылудың  шамасы булану арқылы көп шығындалады. Ауаның температурасы  малдардың дене температурасына жақындағанда, онда жылу түзілу мен оның берілуі  тепе теңдігі бұзылады, дене температурасы артады  және  асқын қызу (жылулық соққы) пайда болады. Жоғары температураның әсері ауа қозғалысының жоқ және  оның жоғоры ылғалдығы кезінде нашарлай түседі.

Жазғы уақытта, әсіресе оңтүстік өңірлерде, малдар ғимаратында салқын ауа ағынын күшейту үшін желдетуді күшейтеді, малдарды суық сумен суғарады, жайылым орындарына күн шатырын жасайды; оларды таңғы және түнгі уақыттарда жаяды, су құйып немесе шомылдырады.

Температура мен ауа ылғалдылығының арасында белгілі бір тәуелділік пайда балады. Температура неғұрлым жоғары болса, соғұрлым салыстырмалы ылғалдылық төмен абсалютті ылғалдылық жоғары болады. Мал асырау бөлмелерінде ауаның салыстырмалы жылдамдығы шамамен 50 - 90% құрайды.

Төсеменің сапасы көп рөл атқарады. Мысалы, жоғары ылғал сыйымдылығы бар  құрғақ торф, ауаның ылғалдылығын 8 - 12% төмендетеді. Ылғалдылықты азайту үшін өткелдегі едендерге араластырылмаған известі төгеді  ( оның 3 кг мөлшері ауадан  1 л ылғалдылыққа дейін жұтып алады).

Сиыр қорасында максималды рұқсатты ылғалдылық  85%, бұзаулар мен, шошқа, құс күркелерінде - 75% құрайды.

Ауаның тым төмен ылғалдылығыда жағымсыз келеді: малдардың мұрынтаңдайшаларының сілекей қабығы кеуіп кетеді, терісі жарыла бастайды, ал жүндері құрғақ және үзілгіш келеді. Аса құрғақ ауада шаң деңгейі артады.

Ғимараттың жылыту мен желдету жүйесі малдар мен құстардың орналасу бөлмесінде  берілген  метеорологиялық шарттарды  және ауа тазалығын қамтамасыз етуі қажет: температурасы, салыстырмалы ылғалдығы, қозғалыс жылдамдығы және ауаның газдық құрамы сақталынуы қажет.

Барлық мал және құс асырау ғимараттары  желдеткішпен жабдықталуы қажет. Бұл ғимараттарға жылыту (салқындату) қажеттілігі, және де  жылыту жүйесінің і (салқындату) және желдету өнімділігін ішкі және сыртқы ауаның жылу, ылғал, және газ бөлінетін бөлмелерден, күн радиациясының жылуынан және қоршау құрылғылары арқылы өтетін жылу шығынының берілген параметрлерін  ескеріп анықтау қажет.  Мал және құс асырау ғимараттарында егер берілген метеорологиялық шарттар желдеткішпен, соның ішінде ауаның буланғыш салқындауымен желдеткіші қамтамасыз ете алмаса ауаны шартқа келтіру экономикалық тиімділігін ескеріліп технология талаптары бойынша орындайды [14].

Мал  және құс асырау ғимараттарындағы жылумен жабдықтау  жылыту және желдету үшін, ыстық сумен және технологиялық қажеттілікті орталықтандырылған жүйемен қарастырған дұрыс – олар ЖЭО (ТЭЦ) және қазандықтардан іске асырылады. Техникалық мүмкіндік және экономикалық  ыңғайлы жағдайда  басқа жылу көздерін қолдануға рұқсат етіледі (электржылыту құрылғылары, жылугенераторлар және  т. б.).

 Жылутасымалдағыш ретінде  температурасы  150 °С ыстық суды қарастыруға болады. Буды, сол сияқты температурасы 150 °С төмен суды немесе басқа жылутасымалдағышты  тек қана осы жылу көздерін қолдануды негіздегеннен кейін ғана пайдалануға  рұқсат етіледі.

Ыстық сумен жабдықталу жүйесі орталықтандырылған немесе жергілікті болуы мүмкін.

Жергілікті жүйеде ыстық суды газды су қыздырғыштарға немесе  колонкаларда, бір пәтерге есептелген жекелеген қыздырғыштарда дайындайды.

Орталықтандырылған жүйеде суды  бір орталықтан дайындайды, ол құбыр арқылы тұтынушыларға тасымалданады.

Ыстық сумен жабдықтаудың орталықтанған жүйесі келесі түрде болуы мүмкін: жергілікті қазандықтарда орнатылған су қыздырғыш немесе бу қазандықтарында  ыстық суды дайындау;  орталықтанған жылыту пунктарында (ОЖП) жабық сұлба бойынша  ыстық суды дайындау; жылу тораптарынан тікелей  су таралымы арқылы ыстық суды дайындау түрлері болып бөлінеді.

Су қыздырғыш қазандықтарда ыстық сумен жабдықтаудың орталықтанған жүйесін бір немесе  бір топ үлкен емес ғимараттарға қолданады. Бұл жүйенің кемшілігі — қазандықтың ішкі беттік қабатынан қоқыр (шлам) бөлінуі, сондықтан мұндай жүйелер шектеулі қолданылады. Үлкен емес ғимараттар тобына  булық қазандықтар қолданылады, оның буы сыйымдылықты суқыздырғыштарда жыланшық  (змеевик) түседі, ол осы жерден конденсацияланып, суды қыздырады, ал конденсат конденсатқұбыры арқылы кері қазандыққа қайтады.

Булық су қыздырғыштар ыстық сумен бу жабдықтау жүйелерінде суды бумен қыздыруға арналған. Будың максималды жұмыс  қысымы 10 кгс/см². Суқыздырғыштарды  екі жүрісті және төрт жүрісті етіп жасайды.  Судың тікелей су таралымы  жүйесінде жылу тораптарынан  жылу станцияларының немесе  аудандық қазандықтардан түсетін суды химиялық өңдеу үшін қуатты қондырғыларды қарастыру қажет.

Ауаны шартқа келтіру, желдету жылыту жүйесін жобалау кезінде жыл бойғы жылыту-желдету қондырғыларының ыңғайлы жұмыс режимін қарастыру қажет. Сыртқы ауаның аралық температура 10 °С және төмен мәнінде   салыстырмалы ауа ылғалдылығын келесідей теңестіруге болады:

- орташа температурасы  салқын бескүндікте минус 15 °С-85% жоғары болса;

- минус 15 °С тен минус 25 °С - 80%;

- минус 25 °С және  75 % төмен.

Ірі қара малдарға, шошқаларға, көжектер мен құстар ғимаратындағы табиғи желдеткішті жобалаған кезде сыртқы ауаның есептік температурасын  5 °С тең деп қабылдау, жылқылар мен қойлар қораларында - 2 °С тең деп қабылдауға болады.

Құс және мал  ғимараттарындағы  жылыту жүйесінің жылулық қуатымен желдетуін анықтағанда  бұл ғимараттарға қосымша  жылушығындарын ескеру қажет ол төсемеден жемнен  қыздырлатын шығындар.

Мал мен құс асырау ғимараттарында, жылу шығындары жылу бөлінгіштермен қарымталанбаса, ағылып келетін (приточный) желдеткіш  аралас ауалық жылытуды қарастыру қажет.

Ірі қара малдардың төлдейтін қораларында, шошқа аналығын торайларымен ұстайтын қораларда, жас төл мен қояндар және құстар асырайтын бөлмелерде жергілікті жылыту құралдарымен жылыту жүйесін қолдану рұқсат етіледі.

Торайларды және еметін жас төлдерді аз уақыттағы құстарды қыздыру үшін  тізбектеп жылытуды қарастыру қажет.

Жылыту жүйесі оған жүктелген тапсырманы орындау үшін анықталған жылулық қуатта болуы керек. Жүйенің есептелген жылулық қуаты жылытылатын бөлмелердегі сыртқы ауаның температурасы  t_қ.ж  неғұрлым салқын бескүндіктің орташа температурасына тең  болғандағы 0,92·t_қ.ж норма бойынша нақты ауданның құрылысымен жылулық тепе-теңдігін құрумен табылады. Есептік жылулық қуат жылытылатын маусым бойына сыртқы ауаның ағымдық мәнінен t_қ және тек қана t_қ.ж толық болған жағдайда бөліктеп бөлмедегі жылу шығынының  өзгу тәулділігнен қолданылады.

Жылытуға ағымдық жылу тұтынудың өзгеруі барлық жылыту маусымынан орын алады, сол себепті  жылу құралдарына өту кең мөлшерде өзгеруі керек. Мұны температураны өзгерту жолымен және (немесе) жылыту жүйесіндегі ауысатын жылу тасымалдағыштың  санына байланысты қолдануға болады. Бұл  процесті эксплуатациялық  реттеу деп атайды.

Адам денесімен бөлінетін жылу  қоршаған ортаға сондай мөлшерде берілуі қажет, адам, қандай да бір еңбек түрімен айналысып отырса, салқындықты немесе асқын қызушылықты  болмайтын жағдайда орындалуы қажет.  Булануға шығындармен  терінің беттік қабатынан және өкпеден, дене бетінен жылу конвекция және шағылу арқылы беріледі. Конвекциямен жылу бөліну  интенсивтілігі негізінен қоршаған ауаның  температурасымен және қоршаған ауаның қозғалысымен анықталады, ал сәуле жіберу арқылы (радиация) – бөлме ішіне бағытталған қоршаудың температуралық беттігі арқылы анықталады.

Бөлме ішіндегі температуралық жағдай жылыту жүйесінің   жылулық қуатына тәуелді болады, қыздыратын құрылғылардың орналасуынан, ішкі және сыртқы қоршаулардың жылуфизикалық қасиеттерінен, жылу шығынынан және басқа көздер интенсивтілігінен тәуелді болады.  Жылдың салқын уақытында  бөлмеде негізінен сыртқы қоршаулар арқылы жылу шығындалады  және  қандай да бір мөлшерде,  берілген бөлмені аралас бөлмеден бөлетін неғұрлым ауа температурасы төмен болатын ішкі қоршаулар арқылы бөлме салқындайды. Соған қоса, жылу  сырттан есіктің бітелмеген тесіктері арқылы кіретін немесе желдету жүйесінің жұмыс процессінде және де материалдармен, көліктермен тіпті сыртқы киіммен келетін сыртқы ауаны жылытуға шығындалады.  Қалыптасқан (стационарлы) режимде шығындар  жылу түсіміне тең. Жылу адамдар бөлмесінен, технологиялық және тұрмыстық қондырғылардан,  жасанды жарықтандыру көздерінен, қызған  материалдардан, бұйымдардан, ғимаратқа әсер еткен күн радиациясы әсерінен бөлінеді. Өндірістік ғимараттарда жылуды бөлумен байланысты  технологиялық процестер болуы мүмкін (ылғал конденсациясы, химиялық реакциялар және басқа).

Аталған барлық шығын құраушылары және  жылудың берілуі жылу шығынына немесе артықтығын  анықтағанда бөлменің жылулық тепе теңдігін мәліметінде қажет болады.

  6 дәріс.  Жылыту жүйесі. Ауаны шартқа сәйкестендіру. Ыстық сумен қамтамасыздандыру

Дәріс мақсаты: жылыту жүйесімен, ыстық сумен жабдықтаумен    өндірістік ғимаратты  ауа шартына келтірумен таныстыру.

Дәріс мазмұны: булық және ауалық жылыту жүйесі; газдық, электрлік  және пештік жылыту; жылулық жүктеме графигі.

 

Булық жылыту жүйелері. Булық жылытудың негізгі бір құндылығы құбырлар бойынша  шығыны сумен жылтудан қарағанда аз болады, соған сәйкесті жылыту жүйесіне аз капитал салымдары болады. Екінші маңызды болып табылатын құндылығы,  бумен жылытатын құралдың сумен  салыстырғандағы  жылу беру коэффициенті үлкен болады. Ал бұл, жылыту құралының жылу беру беткі қабаты бу кезінде  судан қарағанда аз болуы мүмкін.

Булы жылытудың кемшіліктеріне  жүйе жұмысы кезеңінде жылыту құралының жылу беру беткі қабатының жоғары температурасын және құралдардың жылу берілуін  сапалы реттеу мүмкін еместігін айтуға болады. Құралының жылу беру беткі қабатының жоғары температурасы жоғарлатылған санитарлы-гигиеналық талаптағы бөлмелерде шаң болу ықтималдығы болуы мүмкін  жағдайында бөлмеде (тұрғын пәтерлер, жатақхана, балалар мекемесі, мектептер, ауруханалар, бірқатар ауылшаруашылық кешендерде)  жылутасығыш буын қолдану мүмкін болмауы.

Булы жылыту жүйесін ауылшаруашылық кешендер бөлмелерінде қолдану осы бөлмелерде, шаң бөліну болмаса  және жылытатын құралдардың жылуберілуін реттеуде "өткізумен", яғни жүйе кезеңді түрде белгілі бір уақытқа ажыратылады, ішкі температураның тербелу амплитудасы ғимараттың орнатылған температура режимінен арытпайды. Егер булық жылыту жүйесі  малдар мен құстар  бөлмесінің ішінде болса, барлық жылу беретін беттік қабаттарды  күйіп қалмау үшін қоршап қою керек. Культивациялық ғимараттарда булық жылыту жүйесін пайдалану, жылу қыздыратын беттік қабаттармен өсімдіктердің сәулелік жылу алмасуы  орнатылған шамадан аспайтын болады.

Булық жылытудың жүйесі бірқатар белгілер бойынша жіктелінеді. Қазандықтың бу қысымы бойынша жүйелер  вакуум-булық, төменгі және төменгі қысымды жүйелер болып бөлінеді.

Ауалық жылыту жүйесі, ереже бойынша, желдету жүйесімен біріктірілген болып келеді. Бұл  жүйенің мақсаты жылу жайлылығы (комфорт) есептік шарттарына сәйкес, ғимараттардағы және бөлме ішіндегі ауалы ортаны  саниттарлы-гигиеналық (немесе) технологиялық  шарттар бойынша  сақтау үшін пайдаланылады. Орталықтандырылмаған  (жергілікті) және орталықтандырылған  ауалы жылыту жүйесі кез келген ғимарат түрлеріне қолданылады.

Мұндай ауаны қыздыру жүйелеріне және оның циркуляциясы ауалы-жылытушы  агрегаттармен  ауаның қозғалысын  механикалық қыздыру арқылы  олардың гравитациялық күшінің әсерімен іске асырылады. Ауалы жылытудың орталықтандырылмаған жүйесі толығымен қайта шырайландырып  (рециркуляция)  ауамен, рециркуляционды ауаның жартылай қолданылуымен және тура ағу режимінде жұмыс істейді.

Ауалы жылытудың орталықтандырылмаған жүйесі қыздыру агрегаттарымен жабдықталады.

Электрлік жылыту. Электрлік жылыту жүйесі артық электроэнергия бар жағдайда қолданылады.

Жүйе монтажда өте қарапайым және пайдалы әсер коэффициенті өте жоғары болады  (100%-ға жуық). Жылуды беру жылдам автоматтандырылады.

Жүйе кемшіліктерінің қыздыру элементтерінің  жоғары температурада болуын айтуға болады, өрт қауіптілігі жоғары және  электроэнергия құнының қымбат болуына байланысты  эксплуатациялық  шығындардың көп болуы.

Электрлік жылыту жүйесі толық жүктемені сондай ақ пиктік жүктемені жабуға және  доводчиктер ретінде жұмыс істеуге арналған.  

Газдық жылыту. Жергілікті газдық жылыту жүйесінде газ қыздыратын құралға тікелей қатысты жанады. Газдың тікелей жануы аралық жылутасымалдағыштың жоқ кезінде басқа жылыту жүйесінің алдында  талассыз құндылықтарға ие.

Ауыл шаруашылығында өнеркәсіпте неғұрлым кеңінен (мал, құс асырайтын фермалар, балапандар асырайтын бокстар), ал қазіргі таңда  тұрғын және қоғамдық ғимараттарда инфрақызыл сәулелі шілтер (горелка) қолданылады. Инфрақызыл (сәулелік) шағылу горелкалармен қыздыру қарапайымнан қарағанда, тұтынушыға қажетті жылу негізінен шағылумен тікелей беріледі: энергия жарық сәулесі сияқты таратылып және шағылатын заттармен жұтылады, ол қыздыру туғызады.

Пештік жылыту. Жылытатын пеш жергілікті жылыту жүйесіне жатады. Бір пешті бір қабатта орналасқан үш бөлмеге дейін жылытуға қолдануға болады. Екі қабатты ғимараттарда  екіярусты пешті әрбір қабатқа түтін мұржаларымен   ерешелендірілген жанармайлар ыдысымен қолдануға болады. Таза жылыту пештерінен басқа, пешті құрылғыларға  шарушылық-тұрмыстық және  арнайы бағытталған оттық ошақтар: асүйлік пештер, су жылытқыш қазандықтар, кептіргіш пештер, жылыжайлар мен көшетжайларды жылытуға арнлаған оттық боровалар жатады.

Ауаны шартқа келтіру. Кондиционерлердің орналасуына байланысты күтілетін бөлмелерге қатысты ауаны шартқа келтіру жүйесі (АШКЖ) орталықтанған және жергілікті болып бөлінеді, кондиционерлер типіне байланысты – тәуелді және тәуелсіз болып бөлінеді.

Орталықтандырылған АШКЖ тәуелсіз кондиционерлерден тұрады, олар ішінен суықпен, жылумен және электр энергиясымен жабдықталады. Жергілікті АШКЖ тәуелсіз және тәуелді кондиционерлерден тұрады, оның екіншісі тек электр энергиясымен жабдықталады.

Тәуелді жүйелер ауалық, күтілетін бөлмеге  тек қана ауаны беретін, және сулы ауалық  ауамен бірге суды беретін, күтілетін бөлмелерде орнатылатын жылуалмасуға жылуды немесе суықты беретін, болып бөлінеді.

Әсер ету кезеңі бойынша АШКЖ жыл бойғы, жылы  кезеңге  (салқындататын-кептіргіш) және суық кезеңге (жылытқыш- ылғалдатқыш) болып бөлінеді. АШКЖ сапалық (тек қана берілетін ауаның параметрі өзгертіледі), сандық (тек қана берілетін ауаның көлемі өзгертіледі) және  сандық-сапалық реттеумен орындалады [11].

Кіші және орташа қуаттағы қазандық қондырғылар  әртүрлі жылыту технологиялық процестерде, жылыту жүйесінде, желдету және ауылшаруашылық құрылыс және өнеркәсіптік объектілерде және қоғамдық және өнеркәсіптік кешендер мен ғимараттарда желдету мен ыстық сумен қамтамасыз етуде кеңінен қолданады. Ауыл шаруашылығында қазандықтармен өндірілетін  бу, мал асырау фермаларында   жемді қайнатуға және де жылыжайларды жылыту үшін бидайды кептіру үшін қолданылады.

Өндірілетін жылутасмалдағыш түріне байланысты  қазандық қондырғыларды негізгі үш класска бөледі: сулы бу өндірісіне булық қазандық қондырғылар, ыстық суды алу үшін су қыздырғыш қазандық қондырғылар және булық және суқыздырғыштық қондырғылармен жабдықталған, біруақытта бумен ыстық суды алуға немесе керісінше аралас қазандық қондырғылар.

Электрлік қазандықтар тұрғын үйлерді жылумен, өндірістік және ауылшаруашылық ғимараттарды ыстық сумен немесе бумен жабдықтауға арналған.

Электрлік қазандықтың негізгі элементі – сумен немесе  басқа жылутасымалдағыштары бар электр қазандық, олар жылытқыштар жүйесінің арқасында қыздырылып және құбыр бойынша берілген бағыт бойынша беріледі. Және де модуль сорғысы бар өлшеудің модуль бақылауы болады.

Газдық қазандық – бұл  қатысты қондырғысы бар электрқұрылғылар кешені. Негізі элементі су жылытқыш немесе  бу қазандықтары. Оның қуатынан барлық қондырғылардың қуаты тәуелді болады.

Дизельді  қазандықтар сұйық жанармайда жұмыс істейді, ол сол аймақта қол жетімді болуы керек. Бәрінен бұрын бұл солярка, бірақ сонымен қатар мұнай немесе мазут қолданылады. Мұндай жанармай кеңінен таралған, сол себепті  дизельді қазандықтарды  газқұбырымен сыртқы коммуникациясы жоқ жерге орналастыруға болады.

Бағытталуына сәйкес  жылу тұтынушыларын, жылулық жүктемелерді түріне қарай бөлеміз жылыту-желдеткіштік, технологиялық және ыстық сумен жабдықтау. Нақты жағдайда  ауылшаруашылық өндірісте маңызды рөлді жылулық желдеткішті тұтынушылары болып табылады, жылу тұтынушылық  өндірістің басқа салаларына қарағанда  көп үлесі түседі.

Жылулық тұтынушылары жылулық жүктеме графигін сипаттайды (тәуліктік, маусымдық және жылдық). Жылудың тұтыну графигі негізінде реттеу режимін анықтайды, автоматизациялау сұлбасын құрады, жергілікті және резервті  жылу көздеріне қажеттілікті анықтайды. Жылулық жүктеме графиктері  жылу көздерінің жұмыс режиміне олардың жұмыс көрсеткішіне әсер етеді.

Жылулық жүктемелер уақыт бойынша өзгеру сипаттамасынан  тәуелді маусымдық және жылдық деп бөлінеді. Маусымдық жылулық жүктемелері жылу шығынының салыстырмалы тұрақты тәуліктік және айнымалы жылдық графикпен сипатталады. Жылулық-желдеткішті жүктемелер маусымдыққа жатады, өйткені жылыту, желдету және ауаны шартына келтіру жылуды жыл бойына қолданбайды,  ал  тек қана оның қандай да бір бөлігінде, климат шартына тәуелді болады. Сыртқы ауаның ылғалдылығы мен температурасы, желдің бағыты мен жылдамдылығы, күн радиациясының интенсивтілігі тек қана оның ұзақтылығын емес маусымдық жылулық жүктеме шамасын  анықтайды. Сыртқы факторлардан басқа, жылу тұтыну режиміне біршама шамада микроклимат талаптарының өзгеруіне әсер етеді: мал құс асырау бөлмелерінде  малдар мен құстардың өсіп даму сатысына тәуелді, жылыжайларда – топырақтары өңделетін өсімдіктердің өсуіне байланысты болады. Жылудың неғұрлым көп шығыны қыс айларында болады, көктемгі-күзгі кезеңде жылу шығыны біраз төмендейді,  ал жаз айларында минималды болады.

Жыл бойғы жылулық жүктемеге салыстырмалы тұрақты жылдық және тез айнымалы жылу тұтынудың тәуліктік графигі  сәйкес келеді. Жыл бойғы жылулық жүктемелерге  ыстық сумен жабдықтау және  технологиялық жылулық жүктеме жатады.  Ауылшаруашылық өндірістегі жылулық жүктеме бірқатар ерекшелікте болады. Ауылшаруашылығындағы жекелеген маусымдық жылу тұтынушыларына  (мал және құс асырау өнеркәсіптері және қорғаушы топырақ ғимараты)  тек қана  айнымалы жылдық графиктен басқа маусымдық графиктер және айнымалы жылу тұтынудың тәуліктік графигі сәйкес келеді.

7 дәріс.  Өндірістік және коммуналды-тұрмыстық ғимараттарды желдету жүйесі

Дәріс мақсаты: өндірістік және коммуналды-тұрмыстық ғимараттарды желдету жүйесімен танысу.

Дәріс мазмұны: желдетудің принципиалды сұлбасы; желдету жүйесін есептеу, желдеткіштерді таңдау.

Сыртқы ауаны қолдану деңгейі бойынша ауаны орталық шартына келтіру жүйелері (АОШКЖ)  тура жүретін, рециркуляциялық және жартылай рециркуляциялық болып бөлінеді.

7.1 суретінде көрсетілеген, тура жүретін АШКЖ, принципиалды сұлбасы тек сыртқы ауаны қолданады. Бұл жүйелер сыртқы ауаны сорып, оны қажетті параметрлерге дейін өңдеп және  шартталған ғимараттарға береді. Ғимараттан ауа сорғы желдеткіш жүйелерімен аластатылады.

1 – ауа қабылдайтын камера; 2 – орталық кондиционер;

3 - ағылып келетін (приточный) желдеткіш .

7.1 сурет - Орталықтанған  тура үрлегіш  АШКЖ принципиалды сұлбасы

Рециркуляциялы (жабық) АШКЖ (7.2 суретті қараймыз) жүйесі көп мәрте сол бір ауа қолданылады, ол бөлмеден алынып, кондиционерде қажетті өңдеуге дейін қыздырылады  және  қайталап бөлмеге беріледі. Осылайша, ауаның толық  рециркуляциясы  жүреді. Рециркуляцилық  жүйелерді тек қана жылу мен артық ылғалдылықтар пайда болатын және  зиянды булар мен газдар және шаңдар бөлінуі болмайтын ғимараттарға қолданады [9].

Кеңінен көп таралған  АШКЖ бөлшектеп рециркуляцилайтын түрі қолданылады, онда сыртқы және рециркуляцияланған  ауа (7.3 суретті қараймыз) қолданады. Мұндай жүйелерді  рециркуляцияға қолданатын ауа улы булар мен газдарды бөлмейтін шарттарда, ал бөлмедегі ауаны желдетілетін ауаның есептік саны сыртқы ауадан жоғары болса қолданылады. Сонымен қатар,  рециркуляциялық ауаны қолдану  сорылатын ауаның талап етілетін сыртқы ауа параметрлеріне температура-ылғалдылық параметріне жақын болуы керек.

1 - тартатын желдеткіш; 2 - ауақабылдайтын камера;

3 – орталық  кондиционер; 4 - ағылып келетін желдеткіш.

7.2 сурет - Орталық рециркуляциялық  (тұйық) АШКЖ принципиалды сұлбасы

1 — ауа қабылдайтын камера; 2 — тартатын желдеткіш; 3 — ауалақтырғыш шахта; 4 — тартылған жүйенің  ауа желісі ; 5 — ағылып келетін ауажелісі; 6 — желдеткіш; 7 — орталық кондиционер.

7.3 сурет  – Бір аймақтық орталық жартылай  рециркуляциялы ОКБ принципиалдық сұлбасы

Егер ғимаратқа әртүрлі параметрлі ауа беру қажет болса, онда көпаумақты АШКЖ  (7.4 суретті қараймыз) қолданады. Көпаумақты АШКЖ ағылып келетін ауа  орталық кондиционерде белгілі бір параметрге беріледі, олар ауа желісі арқылы ғимаратқа беріледі, бөлмеге кірмес бұрын  жылумассалық алмастыру  аппаратарында қосымша жылытуға өңделеді. Жергілікті ауа бергіштерде ауа әрбір бөлмелерге  қажетті параметлерге дейін келтіріледі.

Қазіргі заманғы орталық АШКЖ  секционды және агрегатты қолданылатын автаномды емес кондиционерлермен жабдықталған. Орталықтанған АШКЖ неғұрлым  кең таралған  секционды көлденең типті  кондиционерлер форсункалық  камералы түрі болып табылады. Қазіргі таңда мұндай кондиционерлер  ауаның өнімділігін   10 нан 250 мың. м³/с дейін жеткізеді.

1 - ауа қабылдайтын камера; 2 - жергілікіті өткізуші (доводчик);

3 – ауа желісі; 4 - желдеткіш; 5 орталық  кондиционер.

7.4 сурет – Көпзоналы  АШКЖ  принципиалды  сұлбасы

Желдету есебі – бөлменің  немесе ғимараттың микроклиматын қамтамасыз ету процесінің  маңызды бөлігі болып табылады.

Бөлменің желдетуін есептеу үшін келесі мәліметтерді білу қажет:  бөлменің бағытталуы;  бөлменің ауданы; қондырғыларды жылу бөлу мөлшері; бөлмеде тұрақты қанша адам болады [9].

Бірінші кезекте, ауа желісінен тұратын  (тура бөліктер және фасондық бұйымдар) және ауатаратқыш решеткалардан тұратын ауа таратушы тораптарды жобалауға кіріседі.  Ауа желісінің торабы құрылып болғасын, ағылып келетін қондырғы таңдалынады, одан кейін  ауа ағынының жылдамдығын, шу деңгейін  және жүйедегі ауа екпінін  есептейді.

Ауа екпіні желдеткіштің қуатына, ауажелісінің диаметрі, бұрылыс санынан және  ауа желісінің арасындағы  әртүрлі диаметрге өтуден  тәуелді болады. Трасса неғұрлым үлкен болса және  неғұрлым өтпелер көп болса  және жүйедегі бұрылыстар көп болса,  соғұрлым ауаның екпіні жоғары болуы керек.

Желдеткіш есептегендегі негізді маңызды есеп – шумен және  тиімділік жүйесі арасындағы баланс болып табылады.

Егер жүйеде ауа жылытқыш орнатылса  (калорифер), оның қуаты бөлменің терезе алдындағы  төменгі температура деңгейінен және бөлмеге қажетті температурамен есептелінеді.

Қажетті қондырғыны  дұрыс таңдау үшін ауа бойынша өнімділігін ескеру қажет.  Бұл  келесі құжаттар мен ақпараттар негізінде іске асырылады:  ғимараттың (бөлменің); қабаттық жоспары экспликация, барлық бөлмелердің  бағытталуы;  ауа алмасуының қажетті еселігі (тапсырыс берушінің талабы бойынша орындаушымен анықталады), ол  бөлмедегі бір сағаттағы ауаның толық ауысымын және  ол жердегі адамдардың саны мен бағыттылуына. Ауа бойынша талап етілетін өнімділік ауа алмасудың максималды мәні бойынша  осы көрсеткіштердің негізінде – ауа алмасу еселігі  немесе бөлмедегі адам санымен  анықталады.

Еселік бойынша ауалмасуды есептеу формуласы:

L = n·S·H,

мұнда  L - ағылып келетін желдеткіштің талап етілетін өнімділігі м³/сағ;

n – ауа алмасудың нормаланатын еселігі (мысалға тұрғын үйлерге  n =1, кеңселерге  n= 3, бар мен мейрамханаларда  n = 10);

S – бөлме ауданы, м²;

H – бөлме биіктігі, м.

Адам саны бойынша  ауалмасуды есептеу формуласы:

L = N · Ln,

мұнда  L - ағылып келетін  желдеткіштің талап етілетін өнімділігі, м³/ сағ;

N бөлмедегі адам саны;

Ln – бір адамға ауа шығыны нормасы  ( 20 м³/ сағ – тыныш жағдайда,                     40 м³/сағ – компьютермен жұмыс сітегенде, 60 м³/ сағ – физикалық еңбек).

Қажетті ауа алмасудың негізінде  ағылып келетін қондырғы немесе желдеткіш таңдалынады. Бұл кезде  желдеткіш қуатының төмендеуі ауа желісі тораптарының кедергісінен болуы мүмкін [10].

Калорифер ағылып келетін желдеткіш жүйесінде  берілетін ауаны қыздыруға арналған. Калорифердің қуатын таңдау  жылдың ең суық уақытының  сыртқы ауа температурасына тәуелді. Соған қоса жүйеде қыздырудың қуат реттегіші орнатылуы керек.

8 дәріс. Жылулық тораптар. Жылулық тораптардың қондырғылары

Дәріс мақсаты: жылулық тораптар құрылғысымен танысу.

Дәріс мазмұны: құбырлар; бағаналар; компенсаторлар.

Жылулық торабы бұл – өндіру көзінен тұтынушыға берілетін, жылутасымалдағышпен  жылуды жеткізетін, орталықтанған жылумен жабдықтау жылуоқшаулағыштың жабынды жүйесі. Жылулық тораптар жылутасымалдағыштарға байланысты  сулы, булы  және конденсатты жинау және тарату торабы болып табылады.

Сулы тораптарда жылу тасымалдағыш (су) тұтынушы мен ыстық суды дайындайтын орны мен яғни жылу көзі  арасындағы құбырмен циркуляцияланады, жылутасмалдағыш өзінің жылуының жартысын беріп, жылу көзіне қайтып келеді. Бу тораптарында бу тасымалдағыш (бу) жылу көзінен құбыр бойынша тұтынушыларға, содан, жылутасмалдағыш өзінің жылуының жартысын конденсат  құбырға конденсат ретінде беріп, жылу көзіне қайтып келеді [14].

Жылу көзі ретінде жергілікті қазандықтар  қызмет етеді, олар бір немесе бірнеше құрылыстарды қамтамасыз етеді, олар ауадан құрылысын немесе қала кварталдарын  қамтамасыз ететін орталықтандырған (топтық) аудандық немесе  кварталды  қазандықтар, және аралас жылу және электр энергиясын өндіретін жылуэлектрорталығы (ЖЭО) болып бөлінеді. ЖЭО барлық қалаға, тұрғын халықтарға немесе  үлкен қалалардың  көп бөлігіне  қызмет көрсетеді. ЖЭО-нан тұтынушыларды жылумен жабдықтау жылуқамтамасыздандыру деп аталады.

Тұтынушылар сипаттамасына қарай жылу тораптары  өндірістік, коммуналды және аралас болып бөлінеді.

Су тораптары  бір құбырлық, екі құбырлық және көп құбырлы болып бөлінеді. Ереже бойынша, сулы және жылу тораптарын  екі құбырлы  етіп тұрғызады.

Конфигурациясы бойынша жылулық тораптар тұйықталған және  сақиналы болады.

Жылулық тораптар жүйесі ашық болуы мүмкін, егер жылу құбырларынан су бөлініс жүргізілсе, және жабық болуы мүмкін , егер су бөлінуі тікелей жылу жүйесінен болмаса және  осындай жағдайда  тораптарда судың белгілі бір деңгейі тұрақты церкуляция жасап жүреді.

Құбырлардың диаметрімен ұзындығына байланысты  және де онымен берілетін жылу энергиясына байланысты  жылулық тораптар келесі түрлерге бөлінеді:

- магистралды  — жылу көзінен (квартал)  микро ауданға немесе өнеркәсіпке дейін;

- таратушы  — магистралды тораптан  жеке ғимараттар торабына дейінгі, таратушы тораптар кварталдың ішінде орналасса  мұндай тораптар ішкі кварталдық немесе  бөліп таратушы тораптар деп саналады;

- жеке ғимараттардағы тораптар — таратушы немесе магистралды тораптардың жергілікті тұтынушыларының  қосылу түйініне дейінгі тармағы   деп есептелінеді; бұл тармақтарды да кірістер деп атайды.

Құбырлардың төселуі жерасты немесе жер үсті болуы мүмкін. Жер үстінен жылу құбырларды тек қана  халық саны аз аймақта  немесе өндірісті өнеркәсіптің аумағында салуға рұқсат  етеді. Құбырлар биік емес тіретерде,  немесе   мачталарда, эстакадаларда және т.б. төселеді. Оларды ғимарат  қабырғасымен төсеуге рұқсат етілмейді.

Жер асты төсеу  каналдық немесе  каналсыз болуы мүмкін. Каналдар өтпелі, жартылай өтпелі және өтуге болмайтын деп бөлінеді. Өтпелі каналдар көп коммуникацияның жиналған жерінде қолданылады. Канал көлемі  адамның еркін өту есебі шартымен таңдалынады. Жартылай өтпелі  құбырларды көп жағдайда бақылауда ұстап тұру шартында, өтпелі каналдың ғимараты экономикалық тиімсіз кезінде қолданады. Жартылай өтпелі каналдардың пішіні  адамның жартылай иіліп  өту жағдайы есебі шартымен таңдалынады.

Өтпелі және жартылай өтпелі каналдар ауаның температурасын 50⁰С жоғары емес  ұстап тұратын желдету жүйесімен қамтылуы қажет, оның жарықтануы (u<30В) болуы шарт және де  дренажды сулардың ағып кету жағдайы болуы керек, әрбір екі жүз метр сайын люктері болуы керек.

Өтпейтін каналдар – дайын темірбетонды құрылыстардан тұрады. Канал өлшемі төселінетін құбырдың диаметріне тәуелді болады.  Арматура жиналған жерінен  жылу қамтамасыз құдықтары, павильондары, камералары жасалынады [10].

Каналды емес төселу құйылмалы, шамотты және  төгілетін құрылыстарда жасалынады.

Құбырлар бағаналары еркін және қозғалмалы деп бөлінеді. Еркін тіректер жылу оқшауламасы бар жылу тасымалдағыштардың барлық құбырларын көтереді  және құбырларға еркін қозғалып тұруға көмектеседі      (8.1 суретті қараймыз).

Қозғалмайтын бағаналар, компенсаторлар реакциясын  және еркін тіректердің ішкі қысымның күштеуін қабылдайды. Олар құбырлардың жағдайын бекітеді.

Меншікті жүктеме:

                                                          _{,                                                ( 8.1)}

мұнда  q_сал –1 м трубаға келетін  қармен жабылған оқшауламасы бар құбырлардың салмағы;

q_көл – көлденең құраушы (желдік күштеу):

                                                                                                        _{( 8.2)}

мұнда  k – аэродинамикалық коэффициент (1.4…1.6);

W_а,  ρ_а – ауаның жылдамдығы мен тығыздығы;

d_о– жылу оқшауламасының диаметрі.

8.1 сурет - Еркін тіректер жағдайы

Еркін тіректер  сырғымалы (8.2 суретті қара), доңғалақты ( 8.3 суретті қара) және иленген (8.4 суретті қара) болуы мүмкін.

1-жылулық оқшаулама; 2-тіректік  жарты цилиндр;

 3-скоба; 4-бетонды  тас.

8.2 сурет – Сырғымалы  тірек

8.3 сурет – Доңғалақты  тірек

Доңғалақты  тіректер орташа диаметрдегі  құбырларда қолданылады. Барлық бостіректерден көлденең реакциясы ең аз мәнді дөңгелекті тіректер болып табылады.

8.4 сурет – Иленген тірек

Бірқатар жағдайларда аспалы тіректер қолданылады (8.5 суретті қара).

 

                                          1                    2

1-қарапайым;  2- серіппелі.

8.5 сурет – Аспалы тіректер

Болаттық құбырларды  температуралық деформациясын компенсациялау  жылутасығышты тасымалдау кезінде талассыз маңызды болып табылады. Қызған кезде құбыр қабырғасында үлкен бүлдіретін кернеу пайда болады.  Егер  температуралық кернеудің компенсациясы жоқ болса, онда бұл құбырлың бүлінуіне алып келеді. Температуралық деформацияны компенсациялау үшін әртүрлі иілгіш тағайыншамаларды  (компенсаторлар) қолданады. Компенсаторлар әрекет ету принципі бойынша радиалды және осьтік болып бөлінеді [13].

Осьтік компенсаторлар  құбырларды ось бағыты бойынша жылжытуға рұқсат береді. Оларды  бұрылыстарға жақын орналастыруға болмайды. Осьтік компенсаторлар: тығыздамалы (сальник), линзалық (сильфоннды) (8.6 суретті қараймыз).

8.6 сурет - Линзалық компенсатор

Линзалық компенсаторлар  – қысымы  0.5 Мпа дейінгі төменгі қысымды құбырларда орнатылады. Иілген компенсаторлар кеңінен қолданыс тапты.

Радиалды компенсаторлар құбырды осьтік және радиалды бағыттарда ауыстыруға мүмкіндік береді.

9 дәріс.  Мал  және құс асырау  кешендері мен фермаларында   жылуды қолдану

Дәріс мақсаты:    мал және құс асырау кешендерінде жылуды қолданумен танысу.

Дәріс мазмұны: мал және құс асырау кешендерінде жылуды қолданудың жалпы мәліметтері .

Мал асырау фермалары мен кешендеріне арналған  ғимараттар өзінің құрылысы,  құрылғысы мен қондырғысы бойынша әртүрлі болады. Алайда олардың бәрі зоогигиеналық талаптарға сәйкес болуы керек және ең алдымен тиімді микроклимат шартын қамтамасыз ету керек. Көбінесе бұл құрылыс материалдардың гигиеналық  заттарына сыртқы қоршаулардың жылусақтаушы сапасына байланысты болады. Құрылыс материалдарының зоогигиеналық бағалануында  жылуөткізгіштігі, жылусыйымдылығы  және  ауа өтімділігі ескеріледі [14].

Малдарға арналған ғимаратта жылуды максималды сақтау мақсатында  және ішкі беттік қоршаудың ылғалдылығынан конденсат түзілуін ескерту үшін,  көлемдік массасы кішкентай сонымен қатар жылуқабылдағыштық жылу өткізгіштік коэффициентімен төмен және меншікті жылу сыйымдылығы жоғары, бу және ауа өтімділігі орташа құрылыс материалдарын қолдану дұрыс.

Тиімді температура-ылғалдылық режимді мал асырау ғимаратында қоршау құрылғыларының  тиімді жылу сақтауында қамтамасыз еткізуге болады. Қорғауыш құрылғылардың сенімді жылу оқшауламасы ретінде мал және құс асырау ғимараттарында жылдың өтпелі қысқы кезеңдерінде саналы түрде малдардың  биологиялық жылуын қолдануға болады, ал жазғы уақыттарда — малдарды жоғары сыртқы температуралардан қорғауға арналған.

Қоршауыш құрылғылардың жылусақтағыштық қасиетін жақсарту қосымша шығындарды талап ететінін ескеру қажет, сол себепті әрбір нақты жағдайда олардың қолдануы экономикалық негізделуі қажет. Мал асырау фермалары мен кешендерін  қолдану тәжірибесі, жылуоқшаулағыш қасиеті жоғары құрылыс материалдарын қолдану тек қана қысқы есептік төменгі температуралы аудандарға ғана емес жазғы кезеңдерде  малдар организміне жоғары температураның әсер етуін шектейтін болғандықтан қолдану экономикалық түрде оңтайлы болып есептелінеді.

Бөлме ішіндегі ауадағы су буы оның жылусыйымдылығы мен жылу өткізгіштігін өзгертеді. Қабырғалардағы және басқа қоршаулардағы су буларының конденсациялары  олардың жылуөткізгіштігін арттырады, бу және ауа өткізгіштігін азайтады және технологиялық қондырғыға терең әсер етеді, мысалға  машина жетектеріндегі электрқозғалтқыштарда байқалынады. Бекітілген, мысалы, бір қозғалтқыш белгілі өнеркәсіптік шарттарда  10 жылға дейін жұмыс істейді, ал шошқа асырау қорасында ол тек 1...2 жыл жұмыс істей алады.

Мал  асырау ғимараттарында ауаның салыстырмалы ылғалдылығы, %: сиыр қорасында — 40...85, жас төлдерге арналған секцияларда — 40...75, в шошқа қорасында — 40...75  қой қорасында — 75, құс ұяшығында — 60...70.

Қозғалыс жылдамдығы. Төменгі температураларда және жоғары ылғалдылықта ауаның қозғалыс жылдамдылығының артуы организмнің жылуберілуін күшейтеді,  ол оның сууына алып келуі мүмкін: жоғары температураларда ауа қозғалысының үлкен жылдамдығы малдарды ыстықтан күюден сақтайды, алайда  ауылшаруашылық малдардың жас төлдері оған сезімтал келеді. Құста ауаның қозғалысына нақты әрекет етеді  және соқпа желге шыдай алмайды, ол суық тию ауруларының таралу себебі болып табылады [9].

Мал асырау ғимараттарында малдардың (құстардың) тұратын аймағында ауа қозғалу жылдамдығы: қыста 0,2...0,4 м/с, жазда  0,5...1,5 м/с болуы керек.

Ғимараттағы су буының пайда болу көздері: желдететін сыртқы ауа (10...15%), еденнен, қабырғадан, төбеден, жем беретін орнынан бөлінетін ауа (10...25%), малдардың терісінің беткі қабатынан бөлінетін ауа, ауыз қуысының және тыныс органдарының сілекей қабатынан бөлінетін ауа, және де тыныс алатын ауа (60...70%) болып табылады. Мысалы, 200 сиырға арналған қорада 1,5...5 т ылғал жылына бөлінеді, 100 шошқаға  арналған қорада —  2 т дейін су буы бөлінеді.

Ауаның жоғары ылғалдылығында және төменгі температурада малдар денесінің беттік қабатында  үлкен шамада жылу бөлінеді, өйткені ылғалды ауаның жылу сыйымдылығы,  құрғақ ауаның жылу сыйымдылығынан 10 есе көп болады. Бұл малдардың салқындауына және суық тию ауруларын тудыруы мүмкін. Жоғары ылғалдылық  ғимараттағы микроорганизмдердің сақталуына себеп болады, соның ішінде  патогенді және ішкі микрофлоралары, олар тері ауруларының пайда болу себебін туғызады  (ақтаңдақ, экзема, қотыр және т.б). Сонымен қатар, жоғары ылғалдылықта және төменгі температурада өнім бірлігіндегі жем шығыны артады, малдардың тәбеті төмендейді, олардың салмақтары мен өнімділігі азаяды.

Ауаның шамадан тыс төменгі ылғалдылығында ( 30...40% аз) жоғары температурада және де малдар жағдайына жаман әсер етеді, әсіресе жас төлге, ол сілекейлі қабаттарда құрғақтылық тұғызады, шөлдетеді, тершең болады, организмдерінің жұқпалы ауруларға қарсы тұруы азаяды. Құс асырау ғимаратындағы ауа  салыстырмалы жылдамдығы 50 % төмен болса, құрғақ деп есептелінеді, тыныс органдарының және көздің сілекейлі қабаттардың  қабынуын туғызады, жүнінің әлсіреуін арттырады, организмнен ылғал бөлінуін күшейтеді. Бұл жағдайда  құстардың суға тәуелділігі артады, қоректенулері төмендейді және өнімділігі төмендейді. Ылғалдылықтың төмен болуы ауаның шаңдануының артуын туғызады, ол өз кезегінде  респираторлық аурулардың себебі болуы мүмкін.

Мал асырау кешендері мен фермаларындағы қолайлы микроклимат малдар өнімділігінің арттыруына жағдай тудырады. Соған байланысты соңғы бірнеше жылда мал және құс асырау кешендерінде жаппай жылылау қайта жаңарту жүргізілуде, қазіргі заманғы энергия тиімді жылыту жүйелері енгізілуде.

Ереже бойынша, мал асырау кешендері - бұл ауданы бойынша үлкен ғимараттар, төбелері биік және едені бетоннан болады. Мұндай ғимараттарды жылыту үшін,  бұл ғимаратта  малдарға кері әсерін тигізбейтін температуралық ылғалды режимді ұстап тұратын жылу техникасы керек.

Мал шаруашылығы ауыл шаруашылығында энергияның негізгі тұтынушыларының бірі болып табылады. Мал асыраудағы тұтынылатын энергияның меншікті салмағы  әртүрлі уақыт кезеңінде, жалпы ауылшаруашылық өнім өндірісінің жалпы энергия тұтынуынан  17,2-21,3% пайыздық үлесін құрайды,  ал жалпы энергия стационарлы жабдықталу үлесі одан да үлкен  - 35-49 % пайызды құрайды. Мал асырау саласы бойынша энергия ресурстарды тұтыну талдауы, ірі қара малдарды асырау кешендері мал асыраудағы  негізгі энергия тұтынушылары (олардың үлес салмағына жалпы саладағы энергия тұтынудан 46-51,5 %) екенін көрсетті.

Мал асыраудағы энергия ресурстарды үнемдейтін негізгі бағыт – мал асырау ғимаратындағы ауа құрамындағы жылуды шығару болып табылады. Малдардың жылуды шығаруы шамамен жылына 4,3 млн. тонна меншікті жылуды құрайды, оның 0,3 млн. тоннасы  жазда түзілсе және ғимараттан желдету арқылы аластатылу керек, ал жылу, жылдың өтпелі қыстағы кезеңіне 4 млн тонна эквивалентті  және ол ғимарат қыздырылуына қолданылуы мүмкін [9].

Қазіргі таңда  отандық мамандармен малдар ғимаратынан керекті мөлшерде рекуперативті жылу аластатқыштар өңделген, мұнда аластатылатын жылы ауамен салқын үрленбелі ауа арасында жылуалмасу  олардың тікелей жанасуынсыз прайда болады – ол бөлетін қабырға арқылы немесе  аралық жылутасымалдағышты қолдану арқылы іске асырылады. Рекуперативті жылу алмастырғыштардың  құрылымдық орындалуы әртүрлі болып келеді.

Микроклиматты  тудыруға  энергия тұтынуды азайту, жылытуға кететін шығындарды қысқарту арқылы жүзеге асыру ұсынылады, бұған  орталықтандырылмаған жылыту жүйесіне көшу, жергілікті жылыту және жылуды аластату жүйесін қолдану және де жылу желдеткіштік қондырғыларды автоматтандыру, ауа беру және  жылулық қуатты басқаруды  оңтайландыру шаралары ұсынылады.

10 дәріс. Қорғалатын топырақтың ғимаратын жылумен қамтамасыздандыру

Дәріс мақсаты: қорғалатын топырақ ғимаратын жылытудың негізгі түрлерімен танысу.

Дәріс мазмұны: жылыту түрі; жылыжайдағы өсімдіктерді күйдіруден ескерту; қорғалатын топырақ ғимаратының микроклиматын реттеу.

Қопсыту (культивация) ғимараттарды қолданудың ең үлкен мәселесі — әрбір өсімдіктің және топырақтың тиімді температурасын ұстап тұру болып табылады. Осы факторлардың дұрыс болуы  ең ерте және сапалы өнім алуға мүмкіндік береді, ауа және топырақ температурасы өсімдіктермен  қоректенетін заттардың сіңіру жылдамдығын анықтайды.

Жылыжайларды жылыту жүйесі  келесі негізгі талаптарды қанағаттандыру керек, микроклимат ерекшеліктеріне байланысты, технологиялық  режимге байланысты, қоршау құрылыстары арқылы бөлінеді:

1) Негізгі жылутехникалық талаптар: талап етілетін ауа температурасын жұмыс көлемінде қамтамасыз ету, өсімдік жапырақтарын, топырақтың тамырлы қабаты; қабырғалы аумақтың суық ағынын аластату; шатырдағы қар еруін қамтамасыз ету.

2) Көмекші талаптар: көктемгі-жазғы кезеңде  өсімдіктердің күйіп кетуімен күресу; фотосинтезді төмендетпей жарықтылық режимін нашарлатпау; сыртқы қоршау арқылы инфильтрациясын азайту; ауаның талап етілетін қозғалысын жасау.

3) Жүйені басқаруға талаптар: сыртқы ауаның температурасына байланысты ғимаратқа қажетті жылу беру, күн радиациясының интенсивтілігіне, қар түсуіне және  шатырдағы қардың жоқтығына; аз инерционды  болуы.

4) Құрастырушылық талаптар: технологиялық процеске кедергі жасамау; пайдалы ауданды қолданбау яғни құрылыс алаңдарын қолдануға болмайды.

5) Қолданыстық-үнемділік талаптар: қолданыстағы сенімділік; индустриалдылық; металл және электрэнергия шығынындағы үнемділік; минималды келтірілген шығындар; өміршеңдік; қызмет ететін персоналға еңбекақысынан ұсталынатын  шығындарды азайту.

Жылыжайды жылыту үшін әртүрлі жылу түрлеін қолданады мысалы: күн радиациясын, "булық  эффектіде" негізделген, биожанармай, газ, тратуарлық  плитка, көмір, электроэнергия, геотермальді сулар және т. б. Техникалық жылытуды айтқан кезде (сулы, газдық, электрлік жылыту), көп факторларды ескеру керек: климат, биологиялық ерекшеліктер және өсімдіктерді асырау ерекшеліктері, жылыжай құрылысы, жылу шығындары, сол сияқты су-, газ- және электржабдықтаудың. Тәжірбиеде күнмен және биологиялық жылыту түрі неғұрлым  тиімді әрі ыңғайлы екеніні көрсетті.

Күнмен жылыту — ең арзан және экологиялық таза болып есептелінеді. "Булық  эффект" арқасында жылыжайдағы ауа температурасы 10—30°С дейін көтеріледі. Алайда ұзақ уақыттық   күнмен қыздыру өсімдіктерді үсіктен қорғауды кепілдендірмейді. Сол себепті көп жағдайда оны басқа жылыту түрлерімен аралас қолданады, бәрінен көп — биологиялық жылытумен.

Биологиялық  жылыту — көшетжайға бақшаға  біршама шығынды талап ететініне қарамастан, ең қарапайым және ыңғайлы болып табылады. Биожанармай бұрынғы кезден белгілі, оны көшетжайларда сәтті қолданып келеді, ол жылыжайларда да аз пайда берген жоқ. Био жанармай ретінде шіру кезінде жылуды бөлетін кез келкен органикалық (қи, тұрмыстық қалдық, қалдықтар, ағаш үгінділері, ағаш қабығы, жапырақтар, өсімдіктер қалдықтары, өсімдік сабақтары) материалдарды қолданады. Бұл мақсаттарда бәрінен  бұрын қи мен өсімдік сабағын қолдану жақсы. Аттың қиы классикалық биожанармай түріне жатады. Ол интенсивті қызады, ол қызғаннан кейін температура   60—70°С-қа дейін артады, содан кейін, баяу төмендеп, екі айдың ішінде 27—30 °С –қа төмендейді. Мұндай қиды жанармай ретінде  қаңтардан — ақпанға дейін ерте көшетжайларда  және жылыжайларда қолдануға болады. Ірі қара малдардың қиы баяу қыздырылады. Олардың максималды температурасы 53°С –тан аспайды, сонымен қатар олар жылдам төмендейді ( 7—15 күннен кейін 28°С-қа дейін). Био жанармай ретінде өсімдік сабағы кеңінен қолданады, ол, мысалға, қияр өнімін техникалық жолмен қыздыруға қарағанда 30— 40%-ға арттырады. Үлпекті (пленка) жылыжайларда сабақтық тюктер мен тюктік емес сабақтарды қолдануға болады. Био қыздыру ауада көмірқышқыл газының тиімді үлесін береді, ол өсімдіктің қалыпты өсіп дамуына қажетті болып табылады.

Әртүрлі қыздыру тәсілдерін қолданғанда  биологиялық мәдениет талаптарын ескеру қажет [11].

Қазіргі заманғы ең көп таралған түрі  сулық қыздыру болып табылады. Қыздыруға сулық жылыту құрылғысында әртүрлі аймақтарда, әртүрлі жүйені қарастыру керек  ( 10.1 суретті қараймыз):

- шатырлы қыздыру қарды еріту үшін және жоғары қабаттағы талап етілетін температура деңгейін ұстап тұру үшін қажет;

- жер төрелік қыздыру қабырғаның ішкі аумағындағы   суық ауаны жылытуға арналған;

- контурлық топырақ астын қыздыру – қабырғаның ішіндегі топырақтың қатпауын қамтамасыз етеді;

- негізгі топырақ астын қыздыру – топырақтың тамыр алатын қабатына қажетті температураны қамтамасыз ету үшін керек;

- топырақ үстін қыздыру -  топырақ үстінгі қабатында  температураның бірқалыптылығын сақтау үшін керек.

1...3 га үлкен жылыжайларда  сумен жылытудың  барлық аймақтық жүйесі өздігінен жұмыс істейтін болуы керек, яғни  бір бірінен тәуелсіз жұмыс жасауы қажет.

шатырлы, жер төрелік және  топырақ үстінгі қабатындағы жылутасымалдағыштардың температурасы  tr = 95°С, t o = 70°С; топырақ асты қабатындағы  tr = 45°С, to = 30°С болуы қажет.

1 - жертөрелік  жылыту; 2 - шатырлы жылыту; 3 – латокты  жылыту;

4 – топырақ үстін жылыту; 5 - топырақ астын жылыту; 6 – контурлы жылыту.

10.1 сурет – Жылыжайды жылыту жүйесі

Жылыжайларда қолданылатын басқа кеңінен таралған жылыту түрі ол – ауалық жылыту болып табылады. Температурасы 60...70°С  ауаны арнайы тесілген полиэтиленді құбыр арқылы, жұмыс көлеміне береді. Ыңғайластырылған ауа берілісін ішкі қабырғалық аймақта   қарастыруға да болады. Ауа таратылуын жобалау кезінде, желдеткіш ағындары өсімдік өнімімен жапырақтары арқылы өтіп, жылдам бәсеңдейтінін ескеру керек. Өсімдіктердің арасы жақын орналақандықтан, оған берілетін ауа ағынының жылдамдығын ұзақ қашықтыққа жеткізу мүмкін емес.

Ең тиімдісі қоюластырылған ауа мен су жылытуын қолдану болып табылады,  ол жылыжайларды жылытудың типтік жобалауларында қарастыралады. Топырақ астындағы жүйелерді, шатырлық және топырақ үстіндегі жылыту  сулық болуы керек. Лоток астында және қабырғаның ішкі аумағына  қыздырылған ауаны беру қажет. Мұндай жүйе сулы және ауалық жылыту жүйесін біріктіреді.

Жылыжайларды электр энергиясын пайдаланып қыздыру түріне қыздыру шамын қолдану болып табылады, оны ауалық,  сулы (топырақты қыздырусыз) немесе  жылыжайларды газбен қыздыруда қолданады.

Газ ауалық қыздыру жылыжайларда газды тікелей жағу жолы арқылы іске асады  немесе газауалық калориферлерде  ауаны жылыту арқылы іске асады.  Қазіргі таңда,  газ ауалы калориферлерден жылыжайға  жану өнімінен және газ бен ауадан жылу кіргендегі қоюластырылған жылыту жүйесін жиі қолданады.

Жылыжайлар мен көшетжайларды  жылыту мен желдету басқа жүйелермен қатар  микроклиматтың параметрлерін қамтамасыз ету қажет (ауа мен топырақтың температурасы, ішкі ауаның салыстырмалы ылғалдылығымен  қозғалыс жылдамдығы). Бұл кезде жылыту мен желдету жүйелері технологиялық нормаларға сәйкес, ауаның қозғалыс жылдамдығымен температура теңдігін қамтамасыз етуі қажет. Соған сәйкес бір метр биіктіктегі аймаққа қыздыруды іске қоса отырып,  топырақтың беткі қабатынан жылудың жалпы мөлшерінен 40% кем емес жылу беріледі (егер ол қарастырылса); жүйенің қалдық аумағындағы меншікті жылу ( 1 м² қоршау беттік қабатында, қабырғада) құралдардың жылу берілуінен 25% -дан көп болуы қажет, (бұрын бұл жүйелерді  жылыжайдың жабынды астына орналастыратын).

Жылыжайларда міндетті түрде табиғи желдеткіш қарастырылуы керек. Егер ол ішкі ауаның қажетті параметрлерін қамтамасыз етпесе, аралас желдетуді қолдану рұқсат етіледі (табиғиды механикалықпен қосып) және ауаны ылғалдандырып кептірілген салқындатуды қолданады.

Жылыжайларда ішкі ауаның температурасын төмендету үшін,  жазда жылуқорғаныс экрандарын және көлеңкелеу экранын қолдану керек, ол күн радиациясының түсуін  бәсеңдетеді немесе әйнектерді тез жуылатын әртүрлі бояғыштармен  ақтау (бор, известь, ультрамарин).

Топырақты қопсыту  ғимараттардың микроклиматы қоршау материалдардың спектральді және жылуфизикалық  сипаттамаларында қолданылады.

Қопсыту ғимараттардың фито- және микроклиматының барлық негізгі факторларын, жарықтылықтан басқасын, табиғи жасауға болады. Өсімдіктер жарықтануын күн радиациясымен қамтамасыз ету экономикалық тиімді болып табылады және тек қана жеке жағдайларда қосымша электр шағылысына жүгінеді. Жылыжайдағы микроклиматтың түзілу сипаттамасын  түсіну үшін күн сәулесінің радияциясы және  оның құраушыларының түсінігін меңгеру қажет [13].

Қазіргі таңда, жылыжайларды жаңалау белсенді қарқын алуда, ол атқарушы жүйелердің санын арттырумен байланысты: контурлардың бөлінуіне, терезелік желдетудің жаңартылуы, бүркеу жүйесін құру, желдеткіштерді орнатуға байланысты. Мысалы, атақты басқару критерилері жылуресурстарын басқару болып табылады.  Қазіргі жағдайда төменгі контурлы жылытуды белсенді қолдану ыңғайлы, өйткені олар сыртқы ортаға   жылуды бәрінен аз береді.  Басқа тәсіл өсу нүктесінен  температураны ұстау, өсімдік тамырынан жоғары ұстау осыған байланысты жоғары жылыту контурын пайдалану болып табылады. Тағы бір басқару критериі төменгі контур тамырлық аумақта, оптимум деп аталатын, тұрақты температура деңгейін ұстап тұру болып табылады.

11 дәріс.  Өндірістік өнеркәсіптер мен  коммуналды-тұрмыстық  ғимараттарды газбен қамтамасыздандыру

Дәріс мақсаты: коммуналды тұрмыстық ғимараттар мен  өндірісті өнеркәсіптерді газбен жабдықтаумен танысу.

Дәріс мазмұны: ауылшаруашылық ғимараттарын газбен қамтамасыздандырудың жалпы түсініктері.

Аймақтық орналасуына байланысты ауылдық пунктерді газбен қамтамасыздандыру  магистральді газ құбырымен  берілетін тораптық табиғи газбен немесе газ таратушы станциялар беретін  қысылған газбен немесе кусталық база  газымен іске асырылады. Ауылдық тұрмыстық пункттерінде газ тұтыну құрылымында қазіргі таңда газ негізінен тұрмыстық және коммуналды-тұрмыстық мақсаттарда қолданылады, алайда соңғы жылдары оның қолдану аймағы кеңейді. Газ мал асырау ғимараттарын, құс фермаларын, жылыжайларды  жылытып өрістерді оттық культивациялау үшін, бидайды көкөністерді, мақтаны кептіру үшін және басқа өндірістік мақсаттарда қолданылса, ол жалпы газ тұтыну сипаттамасында көрсетілуі керек.

Ауыл тұрғындық пунктерді газбен қамту жүйесін таңдағанда ең алдымен, газ тұтыну көлемі анықталады және оны қысылған газбен немесе тораптық табиғи газбен  қамтамасыз ету сұрағы шешіледі. Салыстырмалы түрде газдалатын пункті магистральді газқұбырынан аластатқан кезде және газ тұтынудың үлкен көлемінде көп жағдайда тораптық газға орын береді. Керісінше, пункттің магистральді газ құбырынан көп қашықтықта алыс жатқан кезінде және газ тұтынуының шектелуі кезінде оны қысылған газбен қамту нұсқасы үнемді болуы мүмкін әсіресе, шоғырланған  газтаратушы база жақында орналасса. Нақтылы шешім қабылдау үшін технико-экономикалық негіздеме қажет, бұл кезде  тек қана бір уақыттық капиталды шығындардан басқа, 5 жылдан аспайтын өзін-өзі өтеу уақыты болуы керек, бірақта эксплуатациялық шығындар, тұрақты әсер ететін фактор болады [20].

Егер қысылған газбен қамту нұсқасы таңдалса, онда кішкентай және орташа  бірқабатты  ғимараты бар адам саны 1000 адамнан  аспаса, әдетте газбалондық қондырғыларды пайдаланады. Неғұрлым үлкен көпқабатты ғимараттар көп болса, қысылған газдың  резервуарлық қондырғысын пайдаланған  үнемді болады. Магистральды газ құбырынан тораптық газды тарту нұсқасы таңдалса, оның шықпасына берілген газды ауылдық торапқа беретін  ГРС тұрғызады.

Ауылдың ішіндегі кіші  қысымды бірсатылы жүйелерді ГРС маңында орналасқан үлкен емес үйлерге және кішкентай компактілі құрылыстарға қолдануға болады. Орта қысымдағы бірсатылы жүйелер (p ≤ 3 кгс/см²) үй қысымын реттегіштерді қолдана отырып, қолдану аймағы болады, газ құбырлы тораптарына кіші көлемдегі металл және  капитал шығынында  жалпы капитал салымы (реттегіш құнымен қоса) екі сатылы жүйемен салыстырғанда 1.3 - 1.5 есеге артады.

Бірінші сатылы газ қысымы  p₁ ≤ 6 немесе 3 кгс/см² және екінші сатысында p₂ ≤ 0.03 кгс/см² шамаларға тең болса, газбен қамтудың екінші сатылы жүйесін қолдану тиімді болып табылады. ГРС ауылдың қасында орналастырсақ  және транзитті шығындар болмаса,  бірінші сатылы қысыммен p₁ ≤ 6 кгс/см² газбен қамтудың екі сатылы жүйесін қолдану қысымы p ≤ 3 кгс/см² жүйеден  қолданудың ерекше құндылығы болмайды.  Бұл бірінші сатылы тораптың, оның ұзақ емес құбыр ұзындығының аз мәнді металл сыйымдылығын көрсетеді соған сәйкесті, бұл жағдайда p ≤ 3 кгс/см² қысымды қауіпсіз жүйесін қолдану тиімді болып табылады.

Газбен қамтуда нақты үнемділікке  екі сатылы қысымдық газ құбырының сұлбасын таңдау болып табылады. Көптеген ауыл тұрғындық пунктарының құрылыс ерекшеліктері тұйықтық газ құбырларының  тармақталған тораптарын айналма сұлбасыз жобалауға мүмкіндік береді. Төменгі қысымдағы  газ құбырлары  ауылдық газдық тораптарының жалпы ұзындығының  70 - 80%-н құрайды,  оның жартысы үй кірістеріне кетеді.

Төмен тығыздықтағы  құрылыстың аз газ шығынына қарамастан, газ таратушы тораптардың ұзақтығы көп болуы мүмкін. Осыған байланысты торапқа металл салымын азайту үшін,  шкафты типтегі ГРП санын көбейту тиімді болып табылады [10].

Жылыжайларды қыздыру үшін  газ ауалық калориферлерді, газдық жылугенераторларды  және радиациялық  инфрақызыл сәулелендіргішті қолданады. Инфрақызыл сәулелендіргішті қолдану неғұрлым тиімді болып табылады, өйткені бұл кезде көмірқышқыл газ құрамын және жылыжай ауасының ылғалдылығын және температурасын  біруақытта  тиімді деңгейде ұстап тұруға болады. Жылулық қуаты  3000 - 4000 ккал/сағ  қыздырғыш 70 - 180 м² аудандағы өсімдіктерді көмірқышқыл газбен қоректендіру мүмкіндігін береді .  Қыздырғышты  қыздырылатын ауданнан 1,5 - 3,5 м  биіктікте бір-бірінен 2,5 - 4 м ара қашықтықта ( 11.1 суретті қараймыз) орналастырады.

Жылыжайды жылытудың қарастырылған әдісінен басқа оттық және ауалық калориферлерді қолдану  жылыту жүйесі пайдаланылады. Бірінші жағдайда, жылыжайдың жанына орналастырылған   газ екі оттық калориферде жанады. Газдың жану өнімі желдеткіш арқыл  ауамен жылжиды. Түзілетін газауалық қоспа температурасы 60˚ C тесілген асбестоцементтік  құбырға беріледі, ол жылыжайдың ішкі периметрлерінде орналасқан. Тесіктен шығатын труба  қыздырылған қоспа  қоршау беттік қабаттарында жылыту қабатын туғызады. Қоспадағы көмірқышқыл газы  өсімдіктерді коректендіреді. Жану өнімін араластыруға  арналған ауа  сырт жақтан алынуы мүмкін, ал сыртқы ауаның температурасы төмен болса – ғимараттың жоғары зоналарынан алынады. Ауа калориферін қолданғанда, жану өнімдері арасындағы жылу алмасу  және қыздырылатын ауамен бірге  калорифердің металдық беттік қабаттары арқылы іске асады.

11.1 сурет - Жылыжайдағы шілтердің орналасу сұлбасы

Салқындатылған жанған өнімдер  түтін мұржасы арқылы атмосфераға шығарылады, ал жылытылған ауа желдеткіштер арқылы жылыжай ғимаратына беріледі. Өсімдіктерді қоректендіретін көмір қышқыл газ бұл жағдайда сұйық түрінде баллондармен беріледі.  Бұдан құтылу үшін, кей кездерде оттық және газдық калориферлерінің  қоюлатырылған жүйесін қолданады.

Құс асырау және мал асырау фермаларына әртүрлі типтегі инфрақызыл сәулелендіру шілтерді кеңінен қолданылады, ол ірі қара  малдарда, шошқа, құстар қораларында зоотехникалық және зоогигиеналық норматив талаптарына жауап беретін, микроклимат қамтамасыз ете алады. Ғимаратты инфрақызыл жылытқанда еденнің және төбе мен қабырғаның  жақсы температурасын қамтамасыз етеді, ол конденсат түзілуді жояды және ғимараттағы конвективті ауа қыздыруды қамтамасыз етеді. Жылытудың мұндай жүйесі  өте үнемді, өйткені  сәйкесті қазандықтарда, жылутрассаларында  және  жылыту жүйесінің ішкі құбырларында аралық жылутасымалдағыштық жылытқыш қажеттілігі жоқ. Бұл  жылыту жүйесі металл сыйымдылығын 50 есе азайтып, олардың ПӘК-ін арттырады.

Мал асырау  ғимараттардың газ жанармайын қолданудағы перспективті бағыт   газ ауалық калориферді (ГВК) қолдану болып табылады. Газдық жанармай бидайды, мақтаны, темекіні, көкөністі, шөпті және басқа ауылшаруашылық өнімдерін кептіруге қолданылады.  Бұл өнімді өңдеудегі уақыт пен құралдарды үнемдеуге, сонымен қатар өндіріс мәдениетін арттыруды қамтамасыз етеді. Өнімнің түріне және технологиялық ерекшелігіне байланысты оны кептіруді өңдеуі қыздырылған ауамен, ыстық жану өнімдері  қоспа ауасымен, радиациялық әдіспен іске асырылады.

Бидайды кептіру стационарлы және  жылжымалы бидай кептіргіштерде неғұрлым тиімді болады, олар инфрақызыл сәулелендіру горелкасымен қамтылған. Жоғарыөндірістік  ленталы-транспортерлық  кептіргіш қондырғылар мұндай горелкасымен  60 - 65˚ C температурасында бидайды бірқалыпты кептіреді және 6%-ға дейін ылғалданудан азайтады. Кептірілген бидай нан пісіру сапасының бәрін сақтайды және көлемін арттыру қабілеттілігін күшейтеді [20].

Өрістердегі  зиянды шөптердің көзін жоюдың бір тиімді тәсілі газдық жанармайды қолданып, оны оттық  өңдеу болып табылады.

Газды өндірістік және коммуналды-өнеркәсіптік мекемелерге беру келесі түрлерге бөлінеді:

- егер тарататын газ құбырында және тұтынушыда (т/қ; о/қ; ж/қ);  газ қысымы бірдей болса газдың қысымын төмендетпей;

- егер тарататын газ құбырында және тұтынушыда  газ қысымы бірдей болмаса  ГРП, ГРУ, КРД, ШГРП газ қысымын төмендетіп;

- газ қысымын орталық ГРП арқылы төмендетіп және газды жергілікті ГРУ, ШГРП, КРД арқылы тарату, ол газ тұтынушы объектілерде орналасады, егер қысымы әртүрлі болса.

Өндірістік және коммуналды-өнеркәсіптік мекемелер аумағында сыртқы газқұбырларын тарту ереже бойынша жер бетімен жүргізіледі.

Пештер мен агрегаттар орналасқан  цехтардағы ғимараттарда жанармай ретінде газды қолданса, төменгі және орташа қысымдағы газ құбырын төсеуге рұқсат етіледі. Ғимараттан жеке орналасқан қазандықтарда, жоғарғы қысымды  0,6 МПа қысымдағы газ құбырын төсеуге рұқсат етіледі. Газ құбыры газ тұтынатын агрегаттар орналасқан бөлмеге кіргізіледі, немесе олардың ашық біріктірілген бөлмелерінде кіргізіледі.

Өндірістік және ауылшаруашылық өнеркәсіптерде, өндірістік сипаттағы тұрмыстық мекемелерде  газ ажыратушылық құрылғысы:

-   бөлме ішіндегі газ құбырының кірісінде;

-   әрбір агрегат тармағына;

-   шілтер алдында және запальниктер;

-  газ құбырының қосылыс орнындағы  үрлегіш құбырларда.

12 дәріс. Жанармайлы және электр энергия көзімен жұмыс істейтін жылутехнологиялық қондырғылар

Дәріс мақсаты: ауылшаруашылығында  қолданылатын  жылутехнологиялық қондырғылармен танысу.

Дәріс мазмұны:  жылутехнологиялық қондырғылар бойынша  жалпы мәліметтер.

 

Технологиялық процестердің  (деңгейі) барлық сатысы іске асырылатын, камералардың санына байланысты біркамералы және көпкамералы жұмысшы аумағы бар қондырығыларды деп ажыратады. Бір камералаы немесе бірзоналары жұмысшы аумағы бар қондырғылар (мысалы, жанармайлық, мартенов және қыздыратын пештер)  олардың әрекет етуінің ереже бойынша циклділігімен, салыстырмалы түрде газдарды бір көлемге қыздыру үшін бірқалыпты температуралық өріспен сипатталады. Осындай жұмысшы аумағы бар және циклдік әрекет ететін  қондырғылар кіші деңгейде қазіргі заманғы талаптарға сәйкес келеді [12].

Бір камералы  немесе  көп зоналары жұмысшы аумағы бар қондырғылар, жұмыс үзіліссіздігімен және  салыстармалы түрде газдарды бір көлемге қыздыру үшін бірқалыпты температуралық өріспен (мысалы, әдістемелік қыздыратын пештер, шахталық пештер, айналатын пештер) ерекшеленеді. Осындай жұмысшы аумағы бар қондырғылар алдыңғыға қарағанда  неғұрлым прогрессивті болып келеді.

Қазіргі заманғы талаптарды неғұрлым кең мүмкіндіктермен қанағаттандыратын  келесі қондырғылардың нұсқалары бар, көпкамералы қоюластырылған жұмысшы аумағы бар жоғарытемпературалық жылу техникалық қондырғы, тиімді жылутехникалық принциптермен энергия көздерімен қамтамасыз етсе,  және де  өте жақсы жылулық сұлба алуға болады. Көп камералы  немесе  көп зоналары жұмысшы аумағы бар қондырғылар  сәйкесті зоналар мен камералардың келесі түрлерін көрсетуге болады:

- берілген материалдарды алдын ала жылулық немесе жылулық және физико-химиялық өңдеу;

- материалдарды негізгі технологиялық өңдеу, мұнда немесе технологиялық процесс толығымен аяқталады немесе оның шешуші сатысы орындалады;

- материалдардың алдынала өңделуі;

- технологиялық өнімнің технологиялық регламенттелген суытуы.

Қондырғылардың өнімнің технологиялық регламенттелген суытуы жүретін технологиялық зоналарымен  камералары, жылутехникалық қондырғылардың элементтеріне жатады.

Жалпы жағдайда  жылу технологиялық қондырғының бірден бірнеше   зонасы немесе камерасы жұмысшы  аумағы болады.

Жоғары температуралық жылутехникалық қондырғыларда келесі энергия көздері пайдаланылады:

- ауа қышқылды жанармай (ТВ);

- оттегі ауасымен байытылған жанармай (ТОВ);

- жылутехнологиялық оттекті жанармай (ТК);

- аралық қондырғылардан жанатын өнімдер;

- электрэнергия (ЭЭ), төменгі температуралы плазма арқылы іске асырылуы әртүрлі болуы мүмкін;

- энергияның қоюластырылған түрлері, ТВ және ТК көзді аралас пештерді қолданатын; ТВ (ТК) және электрэнергияны (ЭЭ) аралас қолданатын; электр энергиясы аралас басқа нұсқалары болады.

Жаңа жылутехнологиялық пештердің ерекшеліктері оттегі мен  электр энергиясын кеңейтіп қоюластырылған энергия көздерін пайдалану болып табылады.

Газды жылутасымалдағыш жоғары температуралық жылутехникалық қондырғыларда келесі жылутехникалық сұлбалар мен принциптер қолданады:

-  тығыз сүзгіленетін қатпарлы – ұнтақталған материалдардың, ұсақ бұйымдардың және басқа денелердің  еркін себілетін жылулық өңдеуі;

- қайнайтын немесе жалған сұйытылған (псевдоожиженный)  қатпарлы – дәнді немесе қатаң ұнтақталған материалдардың жылулық өңдеуі;

- өлшенген қатпарлы – газдық қосылыс жағдайындағы ұнтақталған материалдардың  жылулық өңдеуі;

- шашыратылған қатпарлы – әртүрлі әдістермен жылжытылатын, себілетін материалдардың жылулық өңдеуі;

- берілген жүктеулерде – жартылай өнімді немесе бұйым қалануының жылулық өңдеуі;

- шағылатын факелді  немесе  шағылатын газдық ағынды;

- беттік шағылыстың;

- жүктелетін факелдік –газдық жылутасымалдағышпен үрленетін, ертінді ваннасындағы   жылулық өңдеуі;

- қоюластырылған – екі немесе бірнеше жылутехнологиялық әдістерді тізбектей қолдану шартындағы  жылулық өңдеу.

Осы принциптерге сәйкес тоғыз типті жоғары температуралы жылу технологиялық газды жылу тасымалдағышты  аттас  қондырғыларды көрсетуге болады (мысалы, қайнайтын қатпарлы қондырғы, жүктелген факелді  қондырғы және т.б.) [20].

Қоюластырылған жылутехникалық принциптерді қолдану көптеген жаңа және радикалды модернизацияланған жұмыс жасап тұрған жылутехнологиялық қондырғылардың сипаттамалық ерекшелігі болып табылады.

Электрэнергия көзі бар және электрлік жылыту әдісі бар  жылутехнологиялық қондырғылардың жіктелуі:

- жанама қыздыру (мысалы, кедергі пештері);

- тура (түйіспелік) қыздыру;

- индукционды  қыздыру;

- электрдоғалық қыздыру;

- электронды-сәулелік қыздыру;

- плазмалық  қыздыру.

Сыртқы жылуды қолданбайтын қондырғыларда жану компоненттерінің жылуы берілген материалдардың қыздырылуына немесе жанармайды  эндотермиялық өңдеуге (химиялық регенерация) қолданылады. Мұндай қондырғылардың  тек қана жылуды терең регенерация  кезінде жанармайды қолдану ПӘК-і жоғары болады.

Жылуды сыртқы жылуқолданумен (қосымша)  қолданынатын қондырғылар, регенерациядан кейін,  басқа технологиялық  немесе  энергетикалық өнімге өндіріске бағыттайды. Мұндай жылу қолдану тікелей  берілген жылутехнологиялық қондырғының қандай да бір технологиялық тапсырмасын орындай алмайды  (сол себепті сыртқы деп аталады), алайда алмастырылатын қондырғыларда жанармай үнемдеу (қосымша өнімі бойынша) құрылғысы ретінде қолданылады.

Сыртқы жылу элементті қондырғысы бар жоғары температуралық жылутехникалық қондырғылардың жылулық сұлбаларғы мысал ретінде – дәстүрлі өндірістік пештерді қолдануға болады. Олар өзінің құрылымдық сұлбасын өзгертпей технологиялық қондырғылармен, жұмысшы аумағының камераларының буланатын суыту қоршау элементтерімен  және  төменгі температуралы технологиялық аппараттарымен толықтырылған.

Сыртқы жылуды қолдану  органикалық  элементтерімен жылутехнологиялық  қондырғылар, негізгі қондырғының құрылымдық сұлбасына оған өзгеріс енгізбей, жалпы қондырғының жұмыс аумағы камерасының неғұрлым ыңғайлы  жұмыс шартын жақсартумен ерекшелінеді.

Сыртқы тұйықталатын жылуқолдану  жылутехникалық қондырғылары, берілген технологиялық өнімді  бірмақсаттылық өңдеуге арналған, ол энергия технологиялық немесе технологиялық бағыттағы қоюластырылған агрегаттардан ерекшеленген.

Мысалы, қоюластырылған энергия технологиялық агрегат осы өнімдер өндірудің  жеке нұсқасы ретінде альтернативті шешімі бола тұра әр қайсысының берілген өндіріс деңгейіндегі энергетикалық және технологиялық өнімді өндіруге арналған.

Технологиялық процестің  температуралық және жылулық графигі дегеніміз ол жұмысшы аумақтағы камералардың, оның уақыт бойынша жылу жұтылуына өңделетін материалдың температура өзгеруінің графикалық  иллюстрациясы болып табылады.

13 дәріс. Жылуэнергетикалық қондырғылар

Дәріс мақсаты: жылуэнергетикалық қондырғылармен танысу.

Дәріс мазмұны: қазандық құрылғылар, жылугенератор,  компрессорлар.

Қазандық қондырғылар деп берілген параметрлердегі буды немесе ыстық суды алу мақсатында жанармайдың химиялық энергиясын жылулыққа айналдыруға арналған қазандықты қондырғылар кешенін айтады.

Бағытталуына байланысты қазандық қондырғыларды келесі топтарға бөледі:

- ыстық сумен және желдетуге, жылыту жүйесімен жылумен қамтамасыз ететін жылытатын қазандық қондырғылар;

- ғимараттарды  ыстық су мен желдетуге, жылыту жүйесі жылу және технологиялық сумен қамтамасыздандыруға арналған— жылытатын өндірістік қазандық қондырғылар;

- технологиялық жылымен жабдықтауға арналған— өндірістік қазандық қондырғылар.

Қазандық құрылғы  қазандық агрегаттан, қосымша механизмдер және құрылғылардан тұрады.

Қазандық агрегат жағатын құрылғысы бар, барабанды трубиналық жүйелі, буқыздырғышты, су экономайзерлі, ауа жылытқышты  және де оны күту үшін каркас сатылы және  обмуровкалы, газжүретін  және арматуралы қондырғы.

Көмекші механизмдермен құрылғыларға  түтінсорғыш және үрлегіш желдеткіштер, қоректендіргіш, су жылытатын және шаңдайындағыш құрылғылары, жанармай беру жүйесі, қожды ұстау (қатты жанармай жаққанда), мазутты шаруашылық (сұйық жанармай жаққанда), газреттегіштік  станция (газ тәріздес жанармай жаққанда), бақылау-өлшегіштік құрылғылар және автоматика жатады.

Техникалық  және технологиялық, өндірістік мақсаттар үшін, жылыту ыстық су немесе  бу алу процессінде - жанармай және ауа (мұнда жұмысшы дене су болып табылады) сонымен қатар су қолданылады [11].

Өнеркәсіпте, ауылдық коммуналдық шаруашылықта әртүрлі қазандықтар түрін қолданады:

- бу қазандығы  жақпалы құрылғыны елестетеді, ол жанармай жағатын өнімдермен және қазандық құрылғыдан тыс қолданылатын атмосфералық қысымнан жоғары буды алуға арналған;

- су жылытқыш қазандығы - тура осылай құрылғы  атмосфералық қысымнан жоғары суды жылытуға және қазандық құрылғыдан тыс жылу тасмалдағыш ретінде қолданылады;

- утилизатор-қазандығы - бұл бу немесе су жылытқыш қазандығы, онда котором жылу көзі ретінде технологиялық процестегі  ыстық газдар қолданылады;

- қазандық  бойлер - бу кеңістігіндегі қазандық құрылғыдан тыс  табиғи циркуляцияға жеке тұрған бойлер қосылаған, суды жылытуға арналған  бу қазандығы.

- Стационарлы деп - қозғалмайтын фундаментте орналасқан қазандықты айтамыз, жылжитын деп – жылжымалы фундаментте орналасқан немесе жүретін бөлігі бар қазандықты айтамыз.

Қазандық құрылғыда әртүрлі көмекші қондырғылар қолданылады:

- қайталап бу жылытқышы – түтіндік газдармен оған жылу беру нәтижесінде, қазандық қысымға сәйкес келетін, буды қанығу температурасынан жоғары қайта қыздыруға үшін  арналған құрылғы;

- экономайзер – қазандыққа түсетін, суды бөліктеп буға айналдыратын немесе қыздыруға арналған және жанармай жану өнімдерімен қыздырылатын  құрылғы;

- ауажылытқыш – өтетін газдардың жылуымен жағатын құрылғыға келетін ауаны жылытуға арналған құрылғы;

- қоректендіргіш қондырырғы – сәйкесті құбыр өткізгіштермен арматурадан тұратын, қазандыққа суды қысыммен беретін қоректендіргіш сорғылардан тұрады;

- тартып үрлегіштік құрылғы – қазандық агрегаттың шетіне жоғалтатын, жану өнімдерінің қозғалысын газжолымен, жақпа құрылғысына қажетті ауаны беруді қамтамасыз ететін үрлегіш желдеткіштер мен газ ауа жолымен, түтін сорғыш пен  түтіндік труба жүйесін айтамыз.

Жылулық бақылау және автоматты басқару құрылғысы бақылау-өлшегіштік  құралдар мен автоматтарды, будың қажетті түрдегі нақтылы температура мен қысымды  өндіру үшін қазандық құрылғының үзіліссіз және келісілген жұмысын қамтамасыз етуге арналған.

Қорек суын дайындау құрылғысына судың құрамынан  артық газдарды алып тастауға, сондай-ақ механикалық қоспалардан және судағы еріген қақ түзуші тұздардан тазартушы аппараттар  мен құрылғылар жатады.

Тозаң тәріздес жанармайда жұмыс істейтін қазандық қондырғыларды, үгіткіштермен, кептіргіштермен диірмендермен, жанармай қоректен-діргіштермен, желдеткіштермен және де тасымалдаушылар мен шаң газ құбырларымен топталған.

Қож бен қалдықты аластатуға арналған құрылғы  вагонеток немесе тасымалдауыштардан немесе  екеуінен де тұратын механикалық құрылғылар мен  гидравликалық жүйелерден тұрады:

Жанармайлық қойма жанармай сақтау үшін қолданылады.

Сужылытқыштық қазандықтың сұлбасы  13.1 суретте көрсетілген.

Қазандықтар  сұйық газ тәріздес  жанармаймен жұмыс жасауға арналған.

Жандырауға қажетті ауа, жақпаға үрлегіш желдеткіштермен 5 іске асырылады, ал қазандыққа су — сорғылармен 4 беріледі, қазандықтағы түтіндік газдар атмосфераға  табиғи тартылу арқылы мұржа 1 арқылы шығарылады. Қазандық  ғимарат  жабындысында  деаэратор 3 орналасқан. Су қазандықта қыздырылады және  тұтынушыға беріледі, оның төмендетілген температурадағы  жылуының жартысы және  қазандыққа қайта жылыту үшін беріледі. Жақпа құрылғы  шілтерлермен  6 қамтылған.

13.1 сурет – Су жылытқыш қазандықтың сұлбасы

Жылугенератор – бір жыл бойғы тиімді желдеткішті қамтамасыз ететін жылытудың заманауи және тиімді өндірістік ауа жылытқышының жүйесін айтамыз.

Жылугенераторлардың құндылығы:

 - жоғары ПӘК және желдеткіші құрылған болғандықтан, жылугенератор объектіні тез жылытады. Аралық жылутасымалдағыштарды өтіп, жану процессінен пайда болған жылу жылытылатын ауаға  тікелей жылуалмастырғыш арқылы беріледі. Жылыту эффектісі құрылғыны жұмыс режиміне қосқаннан кейін  бірден пайда болады;

- жылугенераторлары жылытумен қоса желдету функциясын қосады. Бөлмеге берілетін ауа  қажетті жағдайда қосымша сәйкесті сүзгілермен тазалануы мүмкін;

- жылугенераторларды қолданған кезде суық температуралардың  әсерінен қауіптену керегі жоқ, өйткені құрылғы бөлмені кезеңді түрде жылытады, яғни, әр кез қажет жағдайында. Жылугенераторлар жылдам бапталуы арқасында жылуды жылдам жеткізу кезінде таптырмайтын  құрылғы болып табылады;

- үлкен бөлмелерді жылытқанда, жылугенераторды бөлме ұзындығы бойынша орналастыру тиімді болып табылады, сол себепті әрбір құрылғыны қыздырылған ауаны бөлменің қажетті аймағына жеткізетін  ауа  алмасу  жалпы  желдету жүйесіне қосуға болады.

Ауа жылытқыштардың қазіргі заманғы құрылымдары 91%-дан жоғары ПӘК-ін, қауіпсіздігі мен ұзақ жылдық қолданысы – жылугенераторлардың түйіні мен  қолданылатын материалдарының жоғары сапасын  кепілдендіреді. Жылугенераторлары өндірістік ғимараттарда, цехтарда, қоймаларда, гараждарда, көлік күту орындарында, көлік сервистерінде, жылыжайларда қолданылады.  Сонымен қатар жылугенераторлар жол жасау және күрделі жөндеу құрылыстарында, ауыл шаруашылығында, пайдалы қазбаларды алуға, қатынасуы қиын аудандарда  және де ауа райы айқын көрінетін аудандардағы салаларда қолданылаты. Жылыту объектісіне байланысты, стационарлы және мобильді қолданылады.

Стационарлы жылугенераторлар алып объектілерді ауамен жылытуға арналған, олар жылы ауаны тек жылыту үшін ғана емес, технологиялық процестерді жылумен қамтамасыз ету үшін керек,  мысалы  материалды кептіру, қоректену өнімдері, боялған беттерді кептіреді.

Стационарлы жылугенераторлардың шілтерлері әртүрлі болуы мүмкін: әмбебап, газдық немесе сұйық жанармайлық.  Негізгісі – жылугенератордың қуатын дұрыс есептеу: ол жақпадағы орнатылған қуаттың  деңгейінен 15-20%-ға артуы керек. Жақпа камерасынан  шыққан газдар жылу алмастыруға түскеннен кейін желдеткіштен  өткен ауаны жылытады, жанған өнімдер мұржа арқылы шығарылады, ал ыстық ауа бөлмеге  агрегаттың жоғарғы бөлік решеткалары арқылы  немесе ауа жүру жүйесі арқылы бөлмеге беріледі.

Мобильді  жылугенераторлар жабық бөлмелерді ондағы ауаны жылыту арқылы жылытатын қондырғыны  көрсетеді. Кей жағдайларда құрылыс, өндірістік алаңдарын   жылыту үшін, тәуелсіз немесе тасымалданатын жеңіл жеткізілетін, тез қосылатын және жеткілікті жылу қуатын беретін   жылу көзі қажет болады.  Мобильді жылугенераторлары – осындай объектілерді тиімді ыңғайлы  қымбат емес жылытуға өте қолайлы. Мобильді жылу генераторлар кезінде  жанармайдың жану өнімдері  бөлменің сыртына шығып кетеді, ал ыстық ауа желдеткіш каналдар бойынша таралады. Мобильді жылугенераторлар  стационарлыдан  еркін жылжыту мүмкіндігімен ерекшеленеді  - оны кез келген ыңғайлы жерге қоюға болады, соған қоса оны жылытатын бөлменің шетіне (ашық жерде) қойып қоюға болады. Осылайша ауаны  ішке ауа жүру жүйесі арқылы бағыттап, олар бір немесе бірнеше бөлмелерді жылыта алады.  Құрылғылар  рециркуляция  режимінде немесе таза ауаны бөлшектеп үрлеу режимінде жұмыс жасайды. Мұндай жылу генераторлардың қолдану аймағы өте ауқымды, ол олардың мобилділігіне, жанған өнімді шығару қабілеттілігіне байланысты және  бөлмедегі желдету жүйесінің  тәуелсіздігіне байланысты болады.

Компрессорлар  агрегаттардың негізгі түрін көрсетеді, олар ауаны, газды  немесе газ аралас қоспаларды қысып, жоғарғы қысыммен беруге арналған құрылғы. Өзінің жұмыс істеу принципі бойынша және  кейбір құрылымдылық ерекшелігіне байланысты  компрессорлық  жүйелер келесі типтерге бөлінеді: поршендік; мембранды; винттік; ағыншалы; орта тартқыш осьтік.

Компрессорды қандай газбен жұмыс істейтінін  анықтап алу қажет. Ауаны қысу үшін ауалық компрессор қолданылады, бірақ та егер  аммиакты, оттегін, хлорды, сутегін, көмірқышқыл газын және  басқа газдарды қысу керек болса, газдық  компрессор алу қажет, ол кез келген газдармен  немесе олардың ауадан басқа қоспаларымен жұмыс істей алады [13].

Биогаз өндіретін  жылуэлектростанция  келесі принцип бойынша жұмыс жасайды. Өңдеуге арналған негізгі материал  органикалық қалдықтар, мысалы тамақ қалдықтары, қи немесе өзен батпақтары. Бұлардың бәрі ұзақ уақыттық ашыту процессінен өтеді, осыдан кейін биогаз бөлінеді. Алынған зат жиналып, зиянды заттардан  белсенді тазартылады және  соңында адамдар өзі өндірген өніммен биогаз арқылы электрэнергиясын үнемдей алады. Осындай станцияның қолдану мысалын көреміз (13.2 суретін қара).

13.2 сурет – Биогазды қондырғыны қолдану

14 дәріс. Ауылдық трансформаторлық қосалқы станциялар

Дәріс мақсаты: ауылдық трансформаторлық қосалқы станциялармен танысу.

Дәріс мазмұны: 35-110/10  кВ кернеудегі  қосалқы станцияның электрлік қосылу сұлбалары; 6-10/0,4 кВ кернеудегі тарнсформаторлық қосалқы станциялар.

Электрэнергиясын өндіру орнынан тұтынушыға жеткізудегі (тасымалдаудағы) шығынды азайту үшін, 35, 110 кВ және одан жоғары кернеуі қолданылады. Мұндай кернеуді тұрғын үймен өндіріске беруге болмайды. Бір фазалық тұтынушылардың негізігі үлесі 220 В (0,23 кВ) кернеуге есептелсе, үш фазалық тұтынушылар -  380 В (0,4 кВ) кернеуге есептелген.

Мұндай кернеу деңгейлерін алу үшін  төмендеткіш қосалқы станцияларды қолданады. Қосалқы станция деп- электр энергиясын тұтынушыларға түрлендіріп таратуға арналған электрлік қондырғыны айтады. Әрбір қосалқы станцияның негізгі элементі үш фазалы трансформатор болып табылады.

Өзінің тағайындалуы бойынша қосалқы станциялар  аудандық қосалқа станциялар және  тұтынушыға арналған  қосалқа станциялар (тораптық және таратушы) болып бөлінеді. Құрылысы бойынша қосалқы станциялар жабық және ашық деп бөлінеді. Ауылдық қосалқы станциялар көп жағдайда ашық түрде болып келеді.

Аудандық қосалқы станцияларда  күштік тарнсформатордың көмегі арқылы 110 кВ-тық біріншілік кернеу 10 немесе 6 кВ екіншілік кернеуге түрлендіріледі. Аудандық қосалқы станциялардағы бұл кернеу   сыртқа орнатылатын комплект (толымдау)  тарату құрылғысына (КТҚС) беріледі және одан электр беріліс желісі бойынша аудандық қосалқы станциясының жанында орналасқан  тұтынушылар қосалқы станциясына беріледі.

Тұтынушылардың қосалқы станциясында  кернеу 0,23 кВ немесе 0,4 кВ деңгейге төмендетіледі және тұтынушыларға беріледі. Егер тұтынушылар бөлігі айтарлықтай  түрде алыста орналасса  (бірнеше ондаған километр), онда оларға аудандық қосалқы станциядан  неғұрлым жоғары кернеу  35 кВ беріледі. Оны алу үшін  аудандық қосалқы станциясының трансформаторы 110/35/10 кВ үш орамды болып орындалады.

Сұлбаларда  қысқарту  және көзге жақсы көріну үшін жиі  үш фазаның орнына  шартты түрде тек бір фазаны көрсетеді, онда барлық үш фаза бар деп есептелінеді. Мұндай желіні біржелілік деп атайды. 14.1 суретте электр энергиясын алудың, таратудың және түрлендірудің бір желілік сұлбасы көрсетілген.

Одан электр энергиясының үш деңгейлік түрленуі көрсетіледі. Сәйкесті, трансформаторлардың орнатылған қуаты, өндірілетін электр энергиясының үшеселенген қуатына тең. Электр энергиясының шығыны көп болмауы үшін, трансформаторлардың  ПӘК жоғары болуы керек.  Сонымен қатар олардың жоғары жұмыс сенімділігі болуы қажет.

а — тұйықтық; б — тармақталған; в — өтпелі: 1 — айырғыш; 2 — балқыма сақтандырғыштар;  3 — майлы ажыратқыштар, 4 — таратылатын желілер.

14.1 сурет – Қосалқы станцияларының типтік сұлбалары

Қосалқы станцияның тұтынушылары қалай орналасқанын кеңінен қарастырамыз. Ауылдық төмендеткіш қосалқы станцияның  негізгі қондырғылары – күштік төмендеткіш тарнсформатор және  жоғарғы және төменгі кернеудегі тарату қондырғылары және де қорғаныс пен  сигнал беруді басқару аппараттары [16].

Кернеуі 0,23 кВ үлкен емес қуаттағы бір фазалы ток тұтынушыларына    қуаты 4-10 кВА кереуі 10/0,23 кВ бір фазалы трансформаторлық қосалқы станцияларды қолданады. Оларды әуе желісінен өтпелі ретінде дәнекерлейді бір қадалы бағаналарға және тұйықтық сияқты ұштық бағаналарға баптайды.

Қуаты 100 кВА –қа дейінгі үш фазалық тұтынушыларды электржабдықтау үшін П-тәріздес ағаш бағаналармен   (14.2 суретті қара) тұйықтық немесе өтпелі қосалқы станцияларды  тұрғызады. Бұл қосалқы станцияларды барлық керекті қондырғылармен бірге  комплект етіп орындайды.  Қосалқы станцияны 6-10 кВ кернеудегі  желіге қосамыз, сол үшін  одан 4-10 м ара қашықтықта электр беріліс желісінің А-тәріздес ұштық бағанасын  орналастырамыз,  ол өзіне әуе желісі сымының тартылысын алады.

Қосалқы станцияның ашық қоршалған аймағына  шамамен 3,5 м биіктікте күштік тарнсформаторларды орналастырады, олар балқыма сақтандырғыштармен қорғалынады. Қосалқы станцияның қондырғыларын найзағай разрядындағы асқын кернеуден қорғау бағананың жоғары бөлігінде орналасқан вентильдік разрядтаушылармен іске асады. Төменгі кернеулі аппаратура  жерден  1,2 м қосалқы станцияның төменгі бөлігінде орналасатын шкафта орналастырылған. Шкафта кіріс айырғышы, магнитті қосқыш, автоматты ажыратқыштар мен көше жарықтануын автоматты басқару үшін фотореле қолданылады.

1 —0,38 кВ таратушы құрылғы; 2 —0,38 кВ сымдарға арналған труба;

3 — күштік трансформатор; 4 —6...10 кВ разрядтаушы ; 5 —6...10 кВ әуе желісі;

6— 6...10 кВ арналған балқыма сақтандырғыш.

14.2 сурет - П-тәрізді бағаналы қосалқы станцияның жалпы түрі

Бұл жерде өлшеуіш ток тарнсформаторымен үшфазалық электр энергиясын санауыш  орнатылған, олардан әуе желісіне болат трубаларға төселген оқшауланған сымдармен 0,4 кВ кернеуі  таратушы шитке береді.  Әуе желісінің сымдарын оқшаулатқыштарға орнатады. Қосалқы станцияны 10 кВ желіге айырғышпен  қосады, оны электр беріліс желісінің ұштық бағанасына орнатады, соның арқасында қосалқы станциядағы  барлық керекті жұмысты оны толық өшіріп немесе кернеуді толық алып тастап жұмыс жасауға болады.

Алып ауылдық аймақтар мен  мал асырау кешендерін  қоректендіру үшін унифицирленген мачталық қосалқы станцияларды қолданады.  Мачталық трансформаторлық  қосалқы станциялар А-, П- немес АП- тәріздес құрылымды болып келеді,  олар ағаштан немесе темір бетонды қадалардан жасалынады. А-тәріздес құрылым базасында  (кей жағдайда бір қадалық бағанада)  қуаты 5... 10 кВА бір фазалық трансформаторлық қосалқы станцияны орындайды. Бұл кезде  А-тәріздес құрылым біруақытта жоғары кернеулі әуе желісінің ұштық  бағанасы бола алады. Тірек траверсінде  айырғыштар, разрядникті, төмен жағында — сақтандырғыштар және күштік трансформаторлар орналасады. Күтім көрсетуге ыңғайлы биіктікте, 0,23 кВ таратушы щить орнатылған. Қосалқы станцияда  күштік тарнсформаторды және жоғарғы кернеулі қондырғыларды күтім көрсетуге арналған аула жоқ.  АП-тәріздес пішінді құрылыстарды трансформаторлардың қуаты  160 және 250 кВА құрайтын  қосалқы станцияларда қолданады.  Сәйкесті бағанада  жоғары кернеулі әуе желісінің ұштық  бағанасындағы барлық қондырғылар болады. Мачталық трансформаторлық  қосалқы станциялар да комплект болып орындалады, мұндай жағдайларда олар  КТҚСМ деп белгіленеді. Кернеуі 35/6-10 кВ жиынтықты комплектілі трансформаторлық қосалқы станциялар  ЖКҚС деп белгіленеді. Қозғалатын комплект трансформаторлық қосалқы станциялар  ҚТҚС (ПҚТҚС) деп белгіленеді. Стационарлық, сыртқа орнатылатын металдық қаптамадағы (шкафтағы)  жиынтықты комплект трансформаторлық қосалқы станциялар  ЖКТҚС деп белгіленеді.

Ауыл шаруашылығында комплектілі трансформаторлық қосалқы станциялар  кеңінен қолданылады. Комплект трансформаторлық қосалқы станциялардың қондырғылары  1,8 м биіктіктегі фундаментке орнатылады. Қосалқы станция кернеуі 6-10 кВ электр беріліс желілеріне  ұштық бағанада орнатылған айырғыш арқылы қосылады. Комплект трансформаторлық қосалқы станциялардың құндылығы – олардың электр қосылыстарының типтік сұлбаларын қолдануда жинақтаудағы жоғарғы сапа және жеке аппараттарды реттеудің, жылдам баптаудың  ыңғайлылығы болып табылады.

Комплект  трансформаторлық қосалқы станциялар сыртқа қондырумен қатар (КТҚСС), ішкі қондыруға да (КТҚСІ) арналған. Сыртқа қондырылатын қосалқы станциялар тұйықтық және өтпелі жалғану сұлбасы арқылы орындалады, өтпелі болса олар КТПП деп белгіленеді. Бұл қосалқы станцияларға кернеуі  6-10/0,4 кВ  қуаты 400 кВА-ге дейінгі трансформаторларды қолдану ұсынылады.

Ауылдық  комплект трансформаторлық қосалқы станциялары СКТҚС сыртқа қондырылатын тұйықтық типтегі бір трансформаторлық қосалқы станцияны елестетеді  және кернеуі  6 немесе 10 кВ, жиілігі 50 Гц үш фазалы айнымалы токты  қабылдап  0,4 кВ түрлендіріп  және тұтынушыларды қамтамасыз ету үшін керек.

СКТҚС жинақтық-дәнекерленген құрылымды елестетеді және ол: негізгі бөліктен, әуелі кірістен,ТҚТК шкафтан тұрады.  Қосалқы станция айырғыш арқылы қосылады, комплект болып келеді (тапсырыс берушінің талаптары бойынша) және монтаж орны бойынша орнатылады.

15 дәріс.  Үш фазалы тораптағы  бейтараптар режимдері

Дәріс мақсаты: бейтарап жерлендіру  режимдерімен танысу.

Дәріс мазмұны: бейтарапты жерлендірудің әртүрлі режимдерінің тиімді қолдану аудандары.

 

Торапты жерлендіру әдісі маңызды сипаттама болып табылады. Ол: бір фазалы тұйықталу кезіндегі бүлінген фазалардағы асқын кернеуді және зақымданған жердегі токты; жерге тұйықталудан релелік қорғаныс сұлбасын құруды; электрқондырғылардың оқшаулама деңгейін анықтайды; сондай-ақ назағайдан және коммутациялық асқын кернеулерден қорғау үшін (асқын кернеу шектегіштері) аппраттарды таңдау; үзіліссіз электржабдықтау; қосалқы станцияның контурлық жерлендірудің  рұқсатты кедергісі; бір фазалы қысқа тұйықталу кезіндегі электрқондырғылар мен қызмет персоналының қауіпсіздігі.

Қазіргі таңда әлемдік тәжірбиеде бейтарап жерлендірудің келесі тәсілдері қолданылады орта кернеу торабында  («орта кернеу» термині шет мемлекеттерде  1-69 кВ аймағындағы жұмысшы кернеу торабында қолданылады): оқшауланған (жерлендірілмеген); терең жерлендірілген (жерлендіргіш контурға тікелей қосылған); доға сөндіргіш реактор арқылы жерлендірілген;  резистор арқылы жерлендірілген (төменгі омды және жоғарғы омды).

Оқшауланған бейтарап режимі  ҚР жеткілікті түрде кеңінен қолданылады. Мұндай жерлендіру әдісінде көздің бейтарап нүктесі (генератордың немесе трансформатордың) жерлендіру контурына қосылмаған. 6-10 кВ тарату тораптарында қоректендіруші трансформатор орамдары, ереже бойынша, үшбұрышқа жалғанады (15.1 суретті қараймыз), сол себепті олардың бейтарап нүктесі болмайды.

15.1 сурет - Оқшауланған бейтарапты екі трансформаторлық қосалқы станцияның   сұлбасы

ЭҚЕ (ПУЭ) бойынша тораптағы бірфазалы жерге тұйықталған ток шамасына  тәуелді (сыйымдылық ток) оқшауланған бейтарапты режимді қолдануды шектейді.

Бейтарап нүктені жерлендірудегі бұл режимнің кемшіліктеріне: бір фазалы жерге қысқа тұйықталу орнында  доғаның ауыспалы сипаттамасында аз токпен (бірден–ондаған ампер) доғалық асқын кернеудің пайда болуы мүмкіндігі;  доғалық асқын кереу салдарынан, басқа қосылыстағы оқшауламаның тесілуінен көп жердегі бүлінудің (бірнеше электрқозғалтқыштардың, кәбілдердің істен шығуы) пайда болуы; доғалық асқын кернеудің  оқшауламаға ұзақ уақыттық әсері, ондағы бүлінулермен қызмет ету мерзімін қысқартады; электрқондырғылардың оқшауламасын жерге қатысты желілік кернеуге орындау қажеттілігі; зақымдану орнын анықтау қиындығы; тораптағы жерге тұйықталудың ұзақ уақыттық жалғасуы қызмет ету персоналдары мен басқа адамдардың токка түсу  қаупін туғызады; жерге тұйықталу тогының нақты мәні тораптың жұмыс режиміне байланысты (жалғанған қосылыстыр санынан) болғасын, бір фазалы жерге қысқа тұйықталудан релелік қорғаныстың   дұрыс жұмыс істеуін реттеу қиындығы туындайды.

Сонымен қатар, оқшауланған бейтараптағы 6-35 кВ отандық  тораптағы НТМИ-6(10), ЗНОЛ-6(10), ЗНОМ-35 типті  кернеу трансформаторының бір фазалы жерге қысқа тұйықталудан бүліну санының артуы орта торап бейтарабының жағдайына байланысты болып келеді.

Оқшауланған бейтарап режимі талассыз бір құндылыққа ие бір фазалы жерге қысқа тұйықталу тогының – (ЖТТ) мәнінің аздығы, ол: ажыратқыштардың қызмет ресурсын (өйткені бір фазалы жерге қысқа тұйықталу жалпы қысқа тұйықталудың  90% -н құрайды) ұзартады, бір фазалы жерге қысқа тұйықталудағы  электр қауіпсіздік шарттарымен анықталатын жерлендіргіш құрылғыларға талаптарын азайтады.

Доғасөндіргіш реактор арқылы жерлендірілген бейтарап.

Бұл режимде ҚР жеткілікті түрде кеңінен қолданылады. Бейтарап нүктені жерлендірудің мұндай тәсілін, өндіріс өнеркәсіптер мен қалалардың тармақталған кәбілдік тораптарында қолданады. Бұл тәсілде арнайы трансформаторды қолданып,  тораптың бейтарап нүктесін алады (15.2 суретін қара).

15.2 сурет - Бейтарап нүктесі  доға сөндіргіш реактор арқылы оқшауланған екі трансформаторлық қосалқы станцияның   сұлбасы

Бейтарап жерлендірудегі бұл әдістің құндылығы: бірінші рет жерге қысқа тұйықтау кезінде жылдам ажыратудың қажет еместігі; бұзылу орнындағы ток мәні аз болуы (дәл компенсация кезінде – доға сөндіргішті реакторды резонансқа реттеп қойған кезде); әуе желісінде немесе шиналауда пайда болатын бір фазалы жерге тұйықталудың өздігінен жойылуы, (дәл компенсация кезінде – доға сөндіргішті реакторды резонансқа реттеп қойған кезде); күштік трансформаторлардың толық фазалы емес қосылу кезіндегі және  кернеу трансформаторлардың қанығуымен байланысты  феррорезонанстық  процестердің болмауы.

Бейтарап жерлендірудегі бұл әдістің кемшілігі: компенсацияның едәуір бұзылуынан доғалық асқын кернеудің пайда болуы;  тораптағы доғалық тұйықталудың ұзақ уақыттық әсері көп орындық бүлінуді туғызуы мүмкін; компенсацияның едәуір бұзылуынан бір фазалы тұйықталудың екі фазалығы ауысып кету мүмкіндігі; толық фазалы емес режимдерінің пайда болуы кезінде және компенсацияның жеткіліксіздігінен бейтарап нүктенің біршама ығысуы пайда болады; әуе тораптарында резонанастық реттеу кезінде бейтарап нүктенің біршама ығысуы пайда болуы; бүліну орныны анықтау қиындығы; тораптағы жерге тұйықталудың ұзақ уақыттық жалғасуы қызмет ету персоналдары мен басқа адамдардың токка түсу  қаупін туғызады; бұзылған қосылыстағы токтың мәнінің аздығы бір фазалы жерге қысқа тұйықталудан релелік қорғаныстың   дұрыс жұмыс істеуін реттеу қиындығы туындатады.

Тереңжерлендірілген бейтараптар сұлбасы жер мен бейтараптың арасындағы тікелей орындалған нөлдік толық кедергінің қосылуын айтады.

Бейтарап нүкте ешқандай ток шектегішсіз толық кедергісімен жерлендірілгендіктен, фаза мен жердің арасындағы бүліну тогы  I_k1 фазаның бейтарап нүктеге қысқа тұйықталуын туғызады, яғни оның мәні көп болады. Ажырату оқшауламаның бірінші бүлінуінен іске асырылады.

Әдістің құндылығы: терең  жерлендірілген бейтараптар сұлбасы  асқын кернеуді жоюға мінсіз ыңғайлы; терең жерлендірілген бейтарап қондырғыны фазалық кернеуге есептелген оқшаулама деңгейімен қолдануға мүмкіндік береді; жерге терең тұйықталуды жою үшін фазадағы асқын жүктелу тогынан қорғау үшін қарапайым функциялар қолданылады,  яғни  арнайы қорғаныс түрін  қолдану қажеттілігі жоқ.

Әдістің кемшілігі: терең  жерлендірілген бейтараптар сұлбасын  қолдану жерге үлкен токтың тұйықталуымен байланысты біршама кемшіліктермен қауіпті жағдайларды туындатады: максималды бүлінулермен кедергілер болуы; бүлінген таратушы фидердің үзіліссіз жұмысы қамтамасыз етілмейді; жоғарғы жанасу кернеуінің пайда болу күшіне байланысты  бүліну әрекеті кезінде қызмет персоналына үлкен қауіп төнеді.

Резистор арқылы жерлендірілген бейтарап (жоғары омды және төмен омды).

Бұл жерлендіру режимі Ресейде қолданылады  және ҚР өте сирек тек қана  блоктық электр станцияларының өзіндік мұқтаждығының кейбір тораптарында және газ тасымалдаушы компрессорлық станциялардың тораптарында қолданылады,.

6-10 кВ отандық тораптарындағы  резистор, арнайы жерлендіргіш трансформатордың бейтарабына  (15.3 суретін қараймыз) реактор сияқты қосыла алады. Резисторды басқаша да қосу нұсқалары бар, мысалы жерлендіргіш трансформатордың жерлендіру контурына терең қосылса, ал резистор ажыратылған үшбұрышшаның екіншілік орамына жалғанса, онда ЖК орамы зигзак қосылысы бойынша жалғанған бір орамдық трансформатормен (нөлдік тізбектілік сүзгіші) жалғанады.

15.3 сурет - Бейтарап нүктесі  резистор арқылы оқшауланған екі трансформаторлық қосалқы станцияның   сұлбасы

Бейтарапты резисторлық жалғастыруды іске асырудың  екі жолы бар: жоғарғы омды және төменгі омды.

Бейтарапты жоғары омды жерлендіргенде резистор, бір фазалы бүліну орныныда құрылатын, тораптың сыйымдылық тогынан үлкен немесе тең болатындай таңдалынуы қажет. Бұл бір фазалы тұйықталудан доғалық асқын кернеудің болмауын кепілдендіреді.

Ереже бойынша,  бейтарапты жоғары омды жерлендірген орнында бүліну болса,  ондағы қосынды токтың мәні  10 А-ден аспайды. Яғни бейтарапты жоғары омды жерлендіру дегеніміз, туындайтын бірфазалы қысқа тұйықталуды бірден ажырату қажеттігін туындатпайтын жерлендіру түрі. Соған сәйкесті бейтарапты жоғары омды жерлендіру тек қана сыйымдылық тогы  5-7 А-ге дейінгі  аз сыйымдылықты тогы бар тораптарда қолданылады. Үлкен сыйымыдылықты тогы бар тораптарда төменгі омды бейтарап жерлендіруін қолдануға болады.

Төменгі омды бейтарап жерлендіруде шамасы  10-2000 А ток туғызатын резистор пайдаланылады. Резистормен туындалатын токтың шамасы, біршама нақты шарттардан таңдалады: ӘЖ бағана тұрақтылығына, бірфазалы тұйықталудағы ток ағуына кәбіл экраны мен қаптамасына; тораптағы  жоғарғы кернеулі қозғалтқыштар мен генератордың болуы; релелік қорғаныс сезгіштігінен таңдалынады.

Бейтарапты резистор арқылы жерлендірудің құндылығы: феррорезонанастық құбылыстардың толық жойылуы; доғалық асқын кернеу деңгейінің азаюы және БЖҚТ екі үшфазалыққа ауысуын жою; БЖҚТ қарапайым селективті қорғанысты тұрғызу мүмкіндігі.

Бейтарапты резистор арқылы жерлендірудің кемшілігіне:

қысқа тұйықталу тогының артуы (максимум 40%-ға); қосалқы станцияды қондырғылардың қызуы (қуаты 30–400 кВт резисторлар) жатады.

Әдебиеттер тізімі

1.  Лещинская, Т.Б. Электроснабжение сельского хозяйства [Текст]: учебник / Т.Б. Лещинская, И.В. Наумов.- М.: Колос С, 2008.- 656 с.- (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

2. Развитие электрификации сельского хозяйства    Казахстана [Текст]: (историко-аналитический обзор) / М.Н. Рабинович [и др.]; [и др.].- Алматы: КазСеп, 2009.- 72 с.- (Посвящается 70-летию образования Казсельэнеергопроекта).

3. Беккер А. Системы вентиляции [Текст]: пер.с нем. / А. Беккер; под ред. Г.В. Резникова.- М.: Техносфера, 2005.- 232 с.

4. Беккер,А. Системы вентиляции [Текст]/А. Беккер; Пер.с нем. Л. Н. Казанцевой; под ред. Г. В. Резникова.- М.: Техносфера, Евроклимат, 2007.- 240 с.- (Биб-ка климатехника).

5. Белова Е.М. Системы кондиционирования воздуха с чиллерами и фэнкойлами [Текст] / Е.М. Белова.- М.: Евроклимат, 2006.- 400 с.

6. Варфоломеев Ю.М. Санитарно-техническое оборудование зданий [Текст]: учебник / Ю.М. Варфоломеев, В.А. Орлов.- М.: ИНФРА-М, 2008.- 256 с.- (Среднее проф.образование).

7. Вентиляция [Текст]: учеб.пособие / В.И. Полушкин [и др.].- М.: Академия, 2008.- 416 с.- (Высшее профессиональное образование).

8. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности [Текст]: учеб.пособие / Е.А. Штокман [и др.]; под ред.а.- 2-е изд., испр.и доп.- М.: АСВ, 2007.- 632 с.

9. Вытесняющая вентиляция в непроизводственных зданиях [Текст]: Справ.руководство REHVA / Скистад Хакон [и др.].- 2-е изд., испр.- М.: АВОК-ПРЕСС, 2006.- 102 с.- (Техническая библиотека НП АВОК).

10. Инженерные сети, оборудование зданий и сооружений [Текст]: учебник / Е.Н. Бухаркин [и др.]; под ред.а.- 2-е изд., испр.и доп.- М.: Высш.шк., 2008.- 416 с

11. Ерофеев В.Л., Пряхин А.С., Семенов П.Д. Теплотехника. – М.: Академкнига, 2006.

12. Шатров М.Г., Иванов И.Е., Пришвин С.А. Теплотехника. – М.: Академкнига, 2011.

13. Киреева Э.А. и др. Электроснабжение цехов промышленных предприятий. – М.: НТФ Энергопрогресс, Энергетик, 2003.

14. Киреева Э.А. Справочные материалы по электрооборудованию (цеховые электрические сети, электрические сети жилых и общественных зданий), 2004.

15. Правила устройства электроустановок республики Казахстан. Союз инженеров-энергетиков. - Астана, 2010.

16. Акимов Е.Г. Выбор, проектирование и монтаж электроустановок зданий.- М.: СмарБук, 2009.

2014 ж. жиынтық жоспары., рет.288

Ольга Николаевна Ефимова
Талгат Нурланович Агимов  

АУыл шаруашылығын электр энергиясымен қамтамасыз ету
5B081200 Ауылшаруашылығын  электрэнериясымен  қамтамасыз ету мамандығына арналған дәрістер жинағы

Редактор: Қ.С.  Телгажаева
Стандарттау бойынша маман : Н.Қ. Молдабекова

________ басуға қол қойылды
Пішіні 60х84 1/16
Таралымы  __20_ дана.       
№1 типографиялық қағаз
Көлемі _4,2  __ оқу-басп.ә.
Тапсырыс ____ Бағасы 2160 тг.

«Алматы энергетика және байланыс университеті»
коммерциялық емес акционерлік қоғамының
көшірмелі-көбейткіш бюросы
050013, Алматы, Байтұрсынұлы көшесі, 126