I BOB. Xo’jaligi ehtiyoji uchun issiq suv ta’minotida quyosh energiyasidan foydalanish imkoniyatlari

I BOB. Xo’jaligi ehtiyoji uchun issiq suv ta’minotida quyosh energiyasidan foydalanish imkoniyatlari. 1.1. Quyosh energiyasi asosida issiq suv bilan ta`minlovchi qurilmalarining tahlili.
Quyoshli isitish tizimi (KIT) aktiv va passiv tizimlari bilan farqlanadi. Aktiv KITning xarakterli belgisi shundan iboratki, unda quyosh energiyasi kollektor (KEK)ida issiqlik akkumulyatori qo`shimcha (rezerv) energiya manbai (KEM), issiqlik almashtirgichlar (ikki konturli tizimlarda), nasos yoki ventilyator, biriktiruvchi yoki havo uzatgichlar, boshqarish tizimlari ham bo`lishidir.
Passiv tizimlarda esa KEK va issiqlik akkumulyatori vazifasini binoning to`siq konstruktsiyalari bajaradi, quyosh energiyasi bilan isitilgan havoni uzatish esa odatda tabiiy konvektsiya yuli bilan amalga oshiriladi. Passiv sistemalarda binoga uning katta oynasi orqali tushayotgan quyosh nurini janub tomondagi bino devorlari va poli bevosita tutib olishini ta`minlashga mo`ljallangan bo`ladi, uning issiqlik to`plash va saqlash miqdori devor, pol va suv tuldirilgan idish massasiga bog’liq yoki binoning janub tomonida o`rnatilga qurilma, bino ichiga issiqlikni uzatish qurilmasi miqdoriga va sifatiga bog’liq.
Tungi yoki quyosh bo`lmagan vaqtlarda binoning issiqlik yo`qotishini kamaytirish uchun binoning yorug’lik qaytaruvchi yuzasida issiqlikni tutib qoladigan issiqlik izolyatori bilan (panjara, to`siqlar va boshqalar) ham jixozlanishi ta`vsiya qilinishi mumkin.
Izolyatsiya darajasi yuqori bo`lgan, quyosh nuri ko`p miqdorda bo`lgan va tashqi havoning o`rta me`yorda bo`ladigan hududlarda passiv quyosh bilan isitish tizimi oynalar bo`lganda, bino poli va shifti o`rtasida havo tsirkulyatsiyasi uchun etarli oraliq bo`lganda issiqlik to`plash samaradorligi yuqori bo`ladi. (1.3-chizma). Bunda sistemaning foydali ish koeffitsenti 40% gacha borishi mumkin. Passiv KITdan foydalanganda binoning issiqlik izolyatsiyasi sifatiga, issiqlikni saqlab turish talablariga javob berishiga ham e`tibor berish kerak.
1.1-chizma. Passiv quyosh sistemasi bilan isitiladigan binoning oynalangan janubiy tomoni va issiqlik to`plagich devori oralig’ida havoning tabiiy tsirkulyatsiyasi.
1. Bino 2. Issiqlik to`plagich 3.Oyna
Xozirgi vaqtda, aktiv quyosh sistemalaridan ko`prok foydalaniladi. KEK (quyosh energiyasi kollektori) konturidagi issiqlik tashuvchi turiga qarab suyuqlikli va havo tizimiligi bilan farqlanadi. KEQaa issiqlik tashuvchi suyuqlik yoki suv bo`lishi mumkin, jumladan,40-50% li etilen yoki propilenglikol eritmasi gazsimon simolasi organik issiqlik tashuvchi va boshqa bo`lishi mumkin. Issiqlik tashuvchilarning xar bir ma`lum afzalliklarga va nuqsonlarga ega bo`lishi mumkin. Masalan, havodan foydalanilganda muzlab qolish va zanglash muammosidan hal qilinadi, qurilma massasini engilashtiradi, suyuq issiqlik tashuvchining sizib chiqishidan quriladigan zararni bartaraf qiladi va xokazo, ammo havoni KITning issiqlik bilan ishlaydigan qurilmalarnikiga qaraganda ancha past. SHuning uchun ham, suv shu vaqtgacha ishlatilib kelinayotgan KIT qurilmalarida ko`pincha issiqlik tashuvchi bo`lib xizmat qiladi.
1.3 va 1.4-chizmalarda havo va suv bilan ishlaydigan geliosistemalarnin printsipial sxemalari berilgan. Bino ichida issiqlikni ventilyatsiya sistemalari bilan issiqlik tarqatuvchi panelga joylashtirilgan bo`lib, radiator va konvektor shakliga ega, xaroratli issiqlik tashuvchi bo`lib, xizmat qilishi mumkin.
1.2-chizma. Havoni isituvchi quyosh kurlimasi tizimining printsipial sxemasi
1. Quyosh energiyasi kollektori. 2. SHagalli issiqlik akkumulyatori.
3. Ventilyator. 4.Sozlovchi klapan. 5.Qo`shimcha issiqlik manbai
1.3-chizma. Isitish va issiq suv ta`minoti suyuqlik quyosh tizimining sxemasi.
1.quyosh energiyasi kollektori; 2. quyosh energiyasi kollektori konturidagi issiqlik almashtirgich; 3. issiqlik akkumulyatori; 4. qo`shimcha energiya manbai; 5.bino; 6.nasos; 7. aralashtiruvchi jumrak; 8. issiq suv ta`minoti konturidagi issiqlik almashtirgich
Binoni isitish va issiq suv bilan ta`minlash quyosh qurilmalari issiqlik uzatish kombinatsiyalashgan gelioyoqilg’i tizimi tarkibiga kirib, is`temolchini quyosh energiyasi hisobiga yillik issiqlik ehtiyojini to`la qoplashga xizmat qiladi. Issiqlikni rezerv manbai mo`ljaldagi issiqlik ehtiyojni to`la qoplashga xizmat qilishi kerak. Ayrim hollarda esa, gelioqurilmalar unumdorligidan to`la bo`lmagan miqdorda foydalanib, qolgan qismini zaxirada saqlash imkoniyati ham yaratilishi mumkin. Buning uchun binolar xozirgi zamon issiqlikni tejash va energiyani saqlashning zamonaviy talablariga to`la javob beradigan bo`lishi, uning barcha elementlari va gelioqurilmasi jixozlari ayniqsa puxta loyihalashtirilgan bo`lishi kerak. Sanab o`tilgan barcha shartlarga to`la rioya qilingan taqdirda quyosh energiyasidan foydalanish samaradorligining eng yuksak darajasiga erishish mumkin.
Yassi (kontseitratorsiz) k.uyosh qurilmalari, asosan issiqlik tashuvchining xarorati 100° S dan oshmagan hollarda keng qo`llaniladi. Bunday quyosh qurilmalaridan, asosan issiq suv va boshqa ko`rinishdagi issiqlik olish maqsadida foydalaniladi.
Qurilma quyosh energiyasi kollektori, issiq suv akkumulyator baki va ulanish quvurlaridan iborat bo`ladi. Suv akkumulyatori bakining pastki tomonidan sovuq suv beriladi, yuqori tomonidan iste`molchiga issiq suv uzatishganda (1.6-chizma).
1.4-chizma. Tabiiy aylanishli Quyosh suv isitgichining sxemasi. 1-Quyosh energiyasi kollektori; 2-issiq, suv akkumulyatori baki.
Quyosh energiyasi hisobiga kollektordagi suv isib, akkumulyator bakiga yuqoridan quyiladi. Bak kollektordagi sovuq suv keladi va bu aylanish tabiiy davom etaveradi. YUqori quvurdagi suvning o`rtacha harorati pastki quvurdagiga qaraganda yuqoriroq bo`ladi, suvning zichliga esa aksincha. SHu sababli suvning aylanishini hosil qiluvchi, bosimlar farqi hosil bo`ladi.
ΔP=qH(p1 - p2), (1.1.)
bu erda: q-erkin tushish tezlanishi, 9,81 m/s2;
I - quyosh kollektorining quyi satxi bilan bakka issiq suv quyilish joyigacha bo`lgan masofa, m;
R1 - xarorat T, da pastki quvurdagi suvning zichligi, kg/m3;
r2 - xarorat T2 da yuqori quvurdagi suvning zichligi, kg/m3.
Ko`rinib turibdiki, suvlar xaroratlarining farqi qancha ko`p bo`lsa, bosimlar farqi va suvning jadal xarakati ko`payadi. Termasifon tipidagi Quyosh suv isitkichlarining samarali ishlash shartlaridan asosiysi Hamma isitilayotgan yuzalarni issiqlik izolyatsiyalashdir. Issiqlik o`tkazish koeffitsienti 0,04-0,045 Vt/ (m.K) bo`lgan mineral paxtadan tayyorlangan issiqlik izolyatsiyasi 50 ... 75 mm qalinlikda bakka uraladi. Uzatish quvurlariga uraladigan issiqlik izolyatsiya- larining qalinligi 25 mm dan 50 mm gacha bo`ladi.
Suvni qo`shimcha isitish uchun elektr energiyasidan foydalanishga imkon bo`lsa, u holda elektr isitgich bak ichining yuqori qismiga gorizontal holatda o`rnatiladi. Aylanish jarayoni yaxshi bo`lishi uchun quvurning yuqori qismi bilan bakni ulanish joyi umum bak balandligining 2/3 qismidan kam bo`lmasligi kerak. Bunday shartlarga e`tibor berilsa, bak balandligi bo`yicha xarorat hosil bo`ladi. Bakning yuqori qismida yuqori, pastki qismida esa past xarorat hosil bo`ladi. SHu sababli kollektorga past xaroratli suv keladi, natijada kollektorning FIK ko`payadi va Quyosh energiyasi samarali qo`llaniladi.
Sovuq iqlim sharoitlarida issiqlik tashuvchi modda muzlab qolmasligi uchun, muzlamaydigan issiqlik tashuvchilardan foydalaniladi. Masalan, suvni etilen yoki glitserin bilan aralashmasi. Bunday hollarda sxema ikki konturli bo`ladi. Birinchi germetik muzlamaydigan issiqlik tashuvchi aylanadigan kontur. Ikkinchisi issiqlik almashgichdan oladigan iste`mol suvi aylanadigan kontur.
Katta ob`ektlarni suv ta`minoti uchun majburiy aylanishli qurilmalardan foydalanish maqsadga muvofiq hisoblanadi. Majburiy aylanishli quyosh suv isitgich qurilmasi 1.7 - chizmada keltirilgan. [3]
1.5-chizma. Majburiy aylanishli Quyosh suv isitish qurilmasi. 1-Quyosh energiyasi kollektori; 2-akkumulyator-bak; 3- nasos; 4-klapan.
Sovuq iqlimlarda suv isitish qurilmalarini ikki konturligi qo`llanilatsi. Ikki konturli suv isitish qurilmasining sxemasi 1.8. chizmada keltirilgan.
1.6-chizma. Kuesh suv isitish qurilmasining ikki konturli sxemasi
1-quyosh energiya kollektori; 2-issiqlik almashgich; 3-issiq suv akkumulyatori; 4-gaz qozoni; 5-nasos; 6-kengaytirish o`agi; 7-avtomatik aralashtiradigan klapan.
Quyosh kollektori, issiqlik almashgich, aylantiruvchi nasos va kengaytirish bakidan iborat birinchi konturda muzlamaydigan issiqlik tashuvchi modda qo`llanilatsi. Ikkinchi kontur akkumulyator baki, nasos va issiqlik almashgichdan tashkil topgan bo`ladi. Sovuq suv akkumulyator bakining pastki tomonidan beriladi, issiqlik almashgichda isigan suv bakning yuqori qismiga boradi, u erdan avtomatik aralashtiradigan klapan va gaz qozon orqali iste`molchilarga beriladi. Quyosh kollektoridan tashqari hamma jixozlar bino ichiga o`rnatiladi, shuning uchun sistemadan yilning sovuq paytlarida ham foydalanilsa bo`ladi. Gaz qozoni issiq suv xaroratini kerakli darajada olish uchun qo`llanilatsi. Quyosh radiatsiyasi kam va yuk paytda issiq suv ta`minoti gaz qozoni yordamida amalga oshiriladi.
Iktisodiy nuktai nazaridan karalganda, Quyosh energiyasi hisobiga issiq suv ta`minoti yuklamasini 80% ini koplasa bo`ladi, shuning uchun KEK bilan birgaliqaa qo`shimcha energiya manbaidan (KEM) foydalaniladi. KEM energiya berishning xar xil sxemalari 3.4-chizmada keltirilgan. KEM sifatida elektr isitgich yoki issiqlik qozonlaridan foydalanish mumkin.
Qo`shimcha energiya to`g’ridan-to`g’ri akkumulyator bakiga berilganda (1.9-chizma) kollektordagi issiqlik tashigichning o`rtacha xarorati ko`tariladi, uning FIK va issiqlik unumdorligi kamayadi hamda qo`shimcha energiya iste`moli ko`payadi. Bu shuni ko`rsatadiki, quyosh energiyasidan foydalanish samaralirok bo`ladi. Bunday holda kollektordash issiqlik tashuvchining o`rtacha xarorati past, uning FIK va issiqlik unumdorligi yuqori bo`ladi.
Qo`shimcha energiya manbaidan issiqlik energiyasini sovuq suvga berish sxemasi 1.9 chizmada keltirilgan bo`lib, etarli qulaylikka ega emas, chunki sovuq suvning bir qismi quyosh energiyasi hisobiga isitiladi.
Katta energetik sistexmalarida yassi kollektorli qurilmalarini qo`llash mumkin. Bunday energetik qurilma sxemasi 3.5-chizmada keltirilgan.
1.7-chizma. Qo`shimcha energiya manbaidan issiq, berish sxemasi.
a) qo`shimcha energiya manbaini to`g’ridan-to`g’ri akkumulator- o`zagiga ulash; b) qo`shimcha energiya manbaini Quyosh energiyasi bilan ketma-ket ulash; v) qo`shimcha energiya manbaini sovuq suvga ulash sxemalari.
1.8-chizma. energetik qurilma sxemasi. KEK-B quyosh energiya kollektori B-bug’latgich; K-qizdirgich; T- trubogenerator; K-kondensator; N-nasos.
Qurilma asosan quyosh kollektorlari to`plami issiqlik almashgich, trubogenerator elektr nasos va o`tkazish quvurlaridan tashkil topgan. Qator quzg’almas quyosh kollektorlari orqali yopik zanjir buylab aylanayoggan issiq suv kondensatorlarni sovutish uchun foydalaniladi. Ishchi jism (freon yoki engil bug’lanuvchi modda) issiqlik manbai hisobiga bug’lanib bosim hosil qiladi. Ishchi jism usti berk trubogeneratorda kengayadi va ko`tarilgan suv bilan sovutiladi. Keyin nasos yordamida kondensat yangitdan bug’latgichga uzatiladi. Turbina elektr generatorini harakatlantiradi, natijada mexanik energiya iste`molchiga beriladi. Ishchi jism konturi germetik berk bo`ladi.
Quyosh termodinamik elektr energiyasi ishlab chiqarish qurilmasi O`rta Osiyo va Kozogiston Respublikalari sahrolarini o`zlashtirish uchun birdan bir samarador vosita hisoblanadi. Bunga o`xshash qurilmalarni chuchuk suv manbalari va elektr uzatish liniyalaridan 30 km dan uzoqaa joylashgan ob`ektlar uchun ko`rish iktisodiy maqsadga muvofiq hisoblanadi.
|