Ғылыми жоба. Ғимараттарды салқындату мен жылытудың тиімді әдістері

№47 М.В. Ломоносов атындағы мектеп – лицейі КММ

Тақырыбы: Ғимараттарды салқындату мен жылытудың жаңа әдістері

Автор: Сисенбаев Арсен

Жетекшісі: Ксенбаева Динара

АННОТАЦИЯ

Ғимараттардағы жылыту, желдету және салқындату жүйелерін жобалау кезінде бұдан әрі пайдалану кезінде максималды энергетикалық тиімділікті қамтамасыз ететін энергия үнемдеуші технологиялар мен жабдықты қолдану қажет.

"Канадалық құдық" - бұл қыста жылыту және жазда салқындату үшін жердің жылуын пайдалану жүйесі.

Оның жұмыс принципі өте қарапайым-үйдің жанында, жер астында 1,5-тен 2,5 метрге дейінгі тереңдікте құбырлар салынған.

Қыста, тіпті қатты аязда да, мұндай тереңдіктегі жер ешқашан қатып қалмайды, салыстырмалы түрде жылы болады, оның температурасы +5-тен +8 градусқа дейін құбылады

АННОТАЦИЯ

При проектировании систем отопления, вентиляции и охлаждения в зданиях необходимо использовать энергосберегающие технологии и оборудование, обеспечивающие максимальную энергоэффективность при дальнейшей эксплуатации.

«Канадский колодец» — это система использования тепла земли для отопления зимой и охлаждения летом.

Принцип его работы предельно прост — рядом с домом, под землей прокладываются трубы на глубине от 1,5 до 2,5 метров.

Зимой даже в сильные морозы почва на такой глубине никогда не промерзает, она относительно теплая, ее температура колеблется от +5 до +8 градусов.

ANNOTATION

When designing heating, ventilation and cooling systems in buildings, it is necessary to use energy-saving technologies and equipment that provide maximum energy efficiency during further use.

The "Canadian well" is a system that uses geothermal energy for heating in winter and cooling in summer.

Its working principle is very simple - near the house, underground pipes are laid at a depth of 1.5 to 2.5 meters.

In winter, even in severe frosts, the soil at such depths never freezes, it is relatively warm, its temperature varies from +5 to +8 degrees

Ғылыми жобаның мазмұны

Кіріспе. ....................................................................................................................3

1. Негізгі бөлім. .......................................................................................................4

1.1. Жылу құбылыстары.........................................................................................4

1. 2. Ғимараттарды салқындату мен жылытудың жаңа әдістері.. ......................6

Қорытынды. ..........................................................................................................18

Ұсыныс...................................................................................................................19

Пайдаланылған әдебиеттер...................................................................................20

Кіріспе

Ғимарат – сәулет өнерінің белгілі бір үлгі-тәсілімен салынған құрылыс, үй. Оған түрлі үлгідегі (жеке, көптекшелі, т.б.) тұрғын үйлер, қонақ үйлер, әр түрлі мақсатқа арнап салынған сарайлар (мәдениет сарайы, спорт сарайы, оқушылар сарайы, т.б.) мен мәдени-қоғамдық құрылыстар (театр, клуб, т.б.), мекеме үйлері, балабақша, мектеп үйлері мен басқа оқу орындары үйлері, кесенелер мен ғибадатханалар, дүкендер мен сауда үйлері, әр түрлі тұрмыстық қызмет көрсету орындарының үйлері, т.б. архитектуралық құрылыстар жатады.

Ғимарат (парсыша – үй деген ұғымды білдіреді) салыну мақсатына және әр елдің ұлттық, тұрмыс-салт, кәсіби-мәдени, діни-қоғамдық, шаруашылық жүргізу ерекшеліктеріне сәйкес, сондай-ақ салынатын орнының табиғи жағдайына, сәулетшінің талғамы мен жобасына да байланысты қилы-қилы үлгі мен түрлі кейіпте бола береді. Қазақстандағы көрнекті көне және жаңа ғимараттардың үлгілері ретінде Түркістан қаласындағы Қожа Ахмет Ясауи кесенесі, Алматы қаласындағы Республика сарайы,  Астана 

қаласындағы  Қазақстан Республикасының Мемлекеттік мұражайының үйі сияқты оқшау архитектуралық үлгіде салынған құрылыстарды атауға болады.^[1][2]

Ғимараттардағы жылыту, желдету және салқындату жүйелерін жобалау кезінде бұдан әрі пайдалану кезінде максималды энергетикалық тиімділікті қамтамасыз ететін энергия үнемдеуші технологиялар мен жабдықты қолдану қажет. Жылу көзі ретінде газда, дизельдік отында, қатты (ағаш отын) отында жұмыс істейтін тиімділігі жоғары жылыту қазандарын, гелиоқондырғыларды және жылу сорғыларын қолданған жөн. Орталық жылу пунктеріне (ОЖП) қосылатын таратушы құбырлар жүйесімен жылумен жабдықтау кезінде жылыту мен механикалық желдету жүйелері үшін ғимараттарда енгізу түйіні мен басқарудың автоматтандырылған түйіндерінен (БАТ) ЖЖП құрылғысын қарастырады. Енгізу түйінінде тиекті арматура, лайдан қорғағыштар және (немесе) сүзгілер, жылу есептегіш, жүйелердің беруші және кері құбырларындағы қысымдардың талап етілетін айырмасын автоматты ұстап тұруға арналған реттегіштер (қажет жағдайда) орнатылады. БАТ-та:  ғимаратты жылыту, желдету және салқындату жүйелеріне берілетін судың сорғылық айналуын;  жылыту, желдету және салқындату жүйелеріне берілетін судың талап етілетін температурасын қамтамасыз ету үшін беруші және кері судың автоматтық жылжытылуын (сыртқы ауаның температурасынан тәуелді жылыту графигі бойынша) қамтамасыз ететін жабдықты қарастырған жөн.

1. Негізгі бөлім

   1. Жылу құбылыстары

Механика денелердің бір – біріне қатысты орнын анықтауға мүмкіндік береді.

Механикалық құбылыстарды сипаттау үшін әр дененің координаталары, жылдамдығы, массасы, өзара әрекеттесу күштері және т.б жеке – жеке қарастырады.

Механикалық құбылыстардан кейінгі ең елеулі және танымал құбылыстар – жылу құбылыстары. Олар, денелерді қыздырумен немесе суытумен, яғни олардың температурасын өзгертумен байланысты. Бұл процестер денелердің кейбір қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі. Жылулық процестердің жүруі заттың құрылысымен, оның ішкі құрылымымен тығыз байланысты.

Жылу құбылыстары ерте заманнан – ақ адамдардың назарын аударып келген. Адамның алғашқы от жағуды үйренуі мен оны өшірмей сақтай алуы адамзат ашқан ұлы жаңалықтардың бірі болып табылады. [4]

Жылу қондырғылары төменде еденге жақын орналасқанымен, бөлменің жоғарғы жағындағы ауаның температурасы, әдетте, төменгі жағындағыдан жоғары болады.

Сұйыққа немесе газға батырылған денеге жоғары бағытталған кері итеруші күш – Архимед күші әрекет етеді.

Ауа жылуды өте нашар өткізеді. Бірақ қыста бөлменің барлық жерінде температуда кері итеруші күштің әсерінен бірқалыпты болады. Орталық жылу батареялары еденге жақын орнатылып, ал желдеткіштерді терезенің жоғарғы жағына қояды. Ыстық батареяның беретін жылуы бөлменің төменгі қабатындағы ауаны жылытады. Ол ұлғайып, жеңілдеп, Архимед күшінің әрекетінен жоғары қарай көтеріледі. Оның орнына суық ауаның ауырлау қабаты келеді. Олар да жылып, жоғарылайды. Жылыған ауа төменнен жоғары , суық ауа жоғарыдан төмен қарай жылжып, үздіксіз ауа ағыны пайда болады. Біз қарастырған жағдайларда жылу берілудің конвекция деп аталатын түрін бақыладық. Конвекция латын тілінен аударғанда араласу дегенді білдіреді. [2]

Конвекция дегеніміз – сұйықтың немесе газдың ағыны арқылы энергияның тасымалдануы барысында жылу алмасу процесі. Қатты денелерде және вакуммде конвекция болмайды.

Біз қарастырып өткен конвекция табиғи немесе еркін конвекция деп аталады. Тұрмыста және техникада кеңінен қолданылатын табиғи конвекция жеткіліксіз болғанда еріксіз конвекцияны пайдаланады. Мысалы, ауаның немесе газдың жылдам және біркелкі жылуы үшін оларды сорғымен немесе араластырғышпен араластырады. Салмақсыздық жағдайында табиғи конвекция мүмкін емес. Сондықтан ғарышқа ұшу барысында еріксіз конвекцияның көмегінсіз жасанды серіктің корпусы салқындамайды, шам жанбайды. Онда шырпыны, газ жанарғысын пайдалануға болмайды, өйткені жану өнімдері жалыннан алыстатылмайды және ол оттектің жетіспеушілігінен өшіп қалады.

1. 2. Ғимараттарды салқындату мен жылытудың жаңа әдістері

"Канадалық құдық" - бұл қыста жылыту және жазда салқындату үшін жердің жылуын пайдалану жүйесі.

Оның жұмыс принципі өте қарапайым-үйдің жанында, жер астында 1,5-тен 2,5 метрге дейінгі тереңдікте құбырлар салынған. Бір жағынан құбырлар үйге кіреді, екінші жағынан олар ауаға шығады — осылайша конструкция желдеткіш шахталарына ұқсайды.

1.2.1 – сурет. Канадалық құдық

ТАЗА ЭНЕРГИЯ ҚАЗЫЛАТЫН ОТЫНҒА БӨЛІНЕТІН СУБСИДИЯЛАРҒА ҚАРАҒАНДА АРЗАНЫРАҚ ТҰРАДЫ.

Қыста, тіпті қатты аязда да, мұндай тереңдіктегі жер ешқашан қатып қалмайды, салыстырмалы түрде жылы болады, оның температурасы +5-тен +8 градусқа дейін құбылады.[3]

Үйге кірмес бұрын желдеткіш сорғымен сорылатын ауа жер астындағы жылу алмастырғыштың құбырлары арқылы өтіп, бірнеше градусқа қызады. Жазда осы жүйе үйді салқындату үшін де жұмыс істейді. Жер асты құбырларының температурасы тіпті ыстықта 10-14 градустан жоғары көтерілмейді, сондықтан "канадалық құдық" кондиционер тәрізді жұмыс істейді.

1.2.2 – сурет. АРЗАН ГЕОТЕРМАЛДЫҚ ЭНЕРГИЯ-ТҰРҒЫН ҮЙДІ ЖЫЛЫТУДЫҢ ДӘСТҮРЛІ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ ЛАЙЫҚТЫ БАЛАМАСЫ.

Бұл әдіс рекуперация деп аталды, латын recuperatio-дан - кері қабылдау. "Канадалық құдық "әлемнің көптеген жерлерінде таралды, бірақ Канада мен Францияда айтарлықтай танымал, онда ол"провандық құдық" деген атау иеленді.

Қазіргі заманғы рекуперацияның өнеркәсіптік жүйелері суық мезгілде жылуды ұзақ сақтайтын және жаз бойы ыстық ауа-райында баяу салқындататын газдардың жылу алмасу тізбегінің тиімділігін арттыру үшін қолданылады.

1.2.3 – сурет. Арзан геотермалдық энергия дәстүрлі тұрғын үйді жылыту жүйелеріне лайықты балама

4. – сурет. Жаңа типтегі геотермалдық станция

Жаңа типтегі геотермалдық станцияны әр аулада тұрғызуға болады

1.2.5 – сурет. Финляндияда көп пәтерлі үйлер өз – өзін толығымен энергиямен қамтамасыз етеді. Электр қуаты үшін шот – 0.

1.2.6 – сурет. Газды пайдаланбай жеке үйді жылытудың балама көздері

1.2.7 – сурет. Қалайша газға тәуелді болмау керек – жылыту және ыстық сумен қамтуға арналған жылу сорғылары .

1.2.8 – сурет. Метро туннельдерін ғимараттарды жылыту және салқындату жүйесіне айналдырады.

ҚОЙМА ҮЙ-ЖАЙЛАРЫН АУА КӨМЕГІМЕН ЖЫЛЫТУ

* Ауа жылыту жүйелерінің жұмыс істеу принципі

* Жергілікті және орталық жылыту жүйелері

* Жылытудың мәжбүрлі және табиғи түрлері

* Әуе жүйелерінің артықшылықтары

* Газбен ауалық жылыту (газ генераторлары)

* Ауа перделері және жылыту желдеткіштері

* Ауа жылыту жүйесін есептеу

* Мемлекеттік стандарттар мен нормалар

* Жылыту жүйесінің құрылымдық кезеңдері

* Қоймалардың жылу оқшаулағыштығы

Қойманың ойластырылған жылыту жүйесі тауарларды ұзақ уақыт бойы тиісті сапада сақтауға мүмкіндік береді және өрт қауіпсіздігі талаптарының сақталуын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Тауарлардың сипаттамалары мен ерекшеліктеріне байланысты қолайлы микроклимат көрсеткіштері өзгереді. [3]

Қазіргі заманға сай көбінесе ғимараттың тұрғызу мен коммуникацияларды төсеу кезінде қандай тауарлар сақталатыны алдын-ала белгісіз. Бұл кейіннен жалға беру үшін салынатын қойманың құрылысы кезінде орын алады. Сондықтан қыздыру температурасының параметрлерін жылдам өзгерту мүмкіндігі үлкен мәнге ие болады.

АУА ЖЫЛЫТУ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ ЖҰМЫС ПРИНЦИПІ

Ауа арқылы жылыту жүйесі ауаның жылуөткізгіш ретінде қабылдануымен ерекшеленеді. Ауамен жылытудың жұмыс істеу принципі жылытылатын бетті мәжбүрлеп үрлеу арқылы жылу шығару және кейіннен жылы ауаның белгілі бір қойма алаңдары мен жұмыс аймақтарына жеткізілуімен сипатталады. Өткізу каналдары ауаөткізгіш жүйенің көмегімен немесе онсыз жүзеге асырылуы мүмкін. Егер ауаөткізгіш жүйесінің ұзындығы үлкен болса, онда кішігірім жылуды жоғалту орын алуы мүмкін. Егер ауаөткізгіштің ұзындығы 30 метрден аспайтын жағдайда шығын деңгейі минималды болады.

Салқындатылған ауа қайтадан жылу алмастырғышқа түседі және цикл қайталанады.

Қоймалардың ауамен жылыту жүйелері ауаны жылыту әдісіне байлансты ірнеше түрге бөлінеді. Сонымен, жылу көзі ретінде :

* Термоэлектрлік жылытқыштар.

* Қыздырылған табиғи немесе сұйытылған газ.

* Қыздырылған су қабылдануы мүмкін.

ЖЕРГІЛІКТІ ЖӘНЕ ОРТАЛЫҚ ЖЫЛЫТУ ЖҮЙЕЛЕРІ

Жылыту жүйелерінің екі негізгі түрі бар:

* Жергілікті (жергілікті). Жылыту қондырғылары тікелей жылытуды қажет ететін жерлерге орналастырылады. Бұл жағдайда ешқандай жылуөткізгіштер қарастырылмаған. Қойманы жылытудың берілген түрінің артықшылықтарына орнату жылдамдығы мен құрылғының қызмет көрсету ыңғайлылығын жатады.

* Орталық (арна). Қыздырылған ауа жылыту аймағына арнайы жылуөткізгіштер арқылы жеткізіледі, олар жылу генераторларымен бірге орталықтандырылған жылыту схемасын жүзеге асырады. Бұл ретте жылу генераторы қоймандан тыс (ғимараттың ішінде немесе сыртында қабырғаға немесе шатырға) орналастырылады. Орталық жүйелер үлкен аймақтың сақтау орындарында қолданылады.

МӘЖБҮРЛІ ЖӘНЕ ТАБИҒИ ЖЫЛЫТУ ТҮРЛЕРІ

Қоймаларды жылыту түрлерінің осы түрінің шарты ауаның қозғалу принципі болып табылады.

* Мәжбүрлі ауа айналымы сорушы және желдету жабдықтарын пайдалануды қамтиды.

* Жылу тасымалдағыштың табиғи айналым схемасы қыздыру және кейіннен салқындату нәтижесінде ауа массаларының қозғалысын қамтиды. Бұл жағдайда жылыту суық және жылы ауа тығыздығының айырмашылығы принципіне негізделген.

ӘУЕ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ АРТЫҚШЫЛЫҚТАРЫ

* Жоғары ПӘК. Ауамен жылыту отынды тікелей жағуды қамтиды. Осы ерекшеліктің арқасында, сондай-ақ аралық жылутасымалдағыштың болмауына байланысты жоғары ПӘК қамтамасыз етіледі (94-96%).

* Үнемділік. Қойманың ауамен жылыту жүйесі су арқылы жылыту жүйесімен салыстырғанда әлдеқайда арзан болады. Шығындарды күрделі жылутасымалдағышты дайындау қажеттілігінің болмауына байланысты азайтуға болады.

• Кіші инерттілігі. Жүйенің бұл қасиеті қысқа мерзімде қоймаларын үлкен аумағын жылытуға мүмкіндік береді. Әдетте жабдықты ұзақ уақыт жылыту немесе құрылғының тұрақты жұмыс істеуі қажет емес – жүйені қажет болған кезде ғана іске қосуға болады.

• Әмбебаптылық. Жазда жылутасымалдағыш ретінде ауамен жылыту жүйесін желдеткіш ретінде пайдалануға болады.

* Автоматтандыру. Жылыту жүйесін жылытудың нақты параметрлерін реттеу арқылы автоматтандыруға болады.

* Температураның құбылу режимінде жұмыс істеу мүмкіндігі. Жүйе күрт салқындаған кезде бөлмені тез жылытуға мүмкіндік береді.

* Қойманың жылыту жүйесін орнатудың қарапайымдылығы. Жабдықты орнату үшін классикалық су арқылы жылыту жүйелерімен салыстырғанда 2-3 есе аз уақыт қажет.

770 ₸ - Сатып алу