Nazarova Shohida Erkinovnaning quyosh uylarining

Passiv tizimdagi qizdiriladigan Quyosh uylarida issiqlik uzatish jarayonining matematik modeli.

Chet mamlakatlar tajribasining ko’rsatishicha issiqlik ta’minoti sifatini passiv tizimdagi Quyosh isitish tizimini qo’llash asosida bir muncha yaxshilash mumkin. Bunday tizimlar odatdagi isitish tizimlariga nisbatan ekologik xavfsiz va raqobatbardoshdir. Yuqorida aytib o’tilganidek passiv tizimdagi Quyosh qizdirish tizimida issiqlikni yutish va jamlash qurilish inshootining elementlari tomonidan amalga oshiriladi, qizitiladigan inshootda issiqlikning tarqalishi xona havosining tabiiy harakatlanish yo’li bilan yuz beradi.Mana shuning bilan bu tizim maxsus geliotexnik qurilmalar (Quyosh kollektorlari, issiqlikni jamharuvchi hajmlar) qo’llaniladigan aktiv tizimli isitish usulidan farq qiladi. Quyosh qizitgichlari tizimining texnik qirralari yetarlicha yaxshi o’rganilganiga qaramasdan bugungi kunda bunday tizimlarni hisoblashni umumlashgan qoniqarli metodikasi mavjud emas. Bugun qo’llaniladigan asosiy metod tizimni tashkil qiluvchi asosiy elementlarni iqlimiy rayonlarga mos keluvchi real ish jarayoniga o’xshatib tayyorlashga asoslangan. Tizimning boshqa hisoblash parametrlari intervaliga mos keluvchi eng kam energiya isrof qilib issiqlik olish imkoni bo’lgan turli yuzali kollektorlar modellashtiriladi. Bunday yondoshuvning zaruriy bosqichi binoning issiqlik yuklamasini modellashtirish hisoblanadi. Bino turi va talabdagi hajmiga bog’liq holda bu muammoni turli yechimlari mavjud. Modelda qo’llaniladigan eng oddiy usul issiqlik yuklamasi hisoblanadigan bino ichidagi samarador harorat(18^oC) harorat bilan tashqi harorat orasidagi bog’liqlik “sutka-harorat” modelidir [24].
Bino devori Quyosh radiatsiyasini yutuvchi vositalari joylashtirish yo’li bilan passiv Quyosh kollektori shaklida loyihalanishi mumkin. Quyosh kollektori funksiyali yaxshi issiqlikdan himoyalangan devorlar binoning issiqlik yuklamasini sezilarli darajada pasaytirishi mumkin. Passiv tizimdan foydalanish ichkaridagi iqlimni yaxshilashga ta’sir qilib, ichkaridagi havo haroratini tushirishi va qulaylik sohasini orttirishi mumkin. Passiv tizimli binolarda juda oz sarf-xarajatlar hisobiga isitish uchun sarflanadigan anchagina yoqilg’ini tejash mumkin.
Quyosh energiyasini issiqlik energiyasiga aylanishi samaradorligiga ta’sir ko’rsatuvchi parametrlarni aniqlash uchun tizimda issiqlik oqimi tarqalish darayonini matematik modelini qarab chiqamiz.
T_h- atrof havo harorati, T_x- xonaichidagi havo harorati, T_a- issiqlik yutgich harorati. U holda devorda bir o’lchamli yaqinlashishda haroratning fazo- vaqtda taqsimoti beqaror issiqlik ko’chirilish tenglamasi bilan tavsiflanadi:
, (3.2.1.)
Boshlang’ich shartlar:
, (3.2.2.)
Chegaraviy shartlar:
(3.2.3.a)
. (3.2.3.b)

(3.2.1.) va (3.2.3.) - formulalarda quyidagi o’lchamsiz parametr va o’zgaruvchilar ishtirok etdi:

, (3.2.4.)
.
Bu yerda l - devor qalinligi (m), T_o -  bino ichidagi havoning hisoblangan harorati ^oC, λ va a – mos ravishda devor materialining issiqlik o’tkazuvchanlik hamda harorat o’tkazuvchanlik koeffitsiyentlari (W/m^oC), F_o- Fur’ye kriteriysi, τ₀- harorat o’zgarishining xarakterli vaqti (s),  devor ichki sirtining issiqlik berish koeffitsiyenti (W/m^2oC),  shaffof issiqlik himoya qatlamining issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsiyenti (W/m^{2 o}C),  shaffof issiqlik himoya qatlami orqali Quyosh radiatsiyasini o’tish koeffitsiyenti (optik F.I.K.),  vertical sirtda Quyosh radiatsiyasi zichligi (W/m²).
Issiqlik ko’chirilishning chiziqli tenglamasini (3^a) va (3^b) nobirjinsli chegaraviy shartlardagi yechimini quyidagi ko’rinishda izlaymiz:
, (3.2.5.)
bunda  nobirjinsli (3.2.3.a) va (3.2.3.b) shartlarni qanoatlantiruvchi koordinataning chiziqli funksiyasi.
Sodda algebraik o’zgartirishlar bajarib vaqtga bog’liq  koeffitsiyentlar uchun quyidagi munosabatlarni olamiz:
, (3.2.6.a)
, (3.2.6.b)
Bu yerda  .
Quyosh radiatsiyasi ta’sirida issiqlik oqimining o’zgarishi quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
, (3.2.7.)
Bunda (3.2.8.)
Bunda  -Quyosh qizitgichi tizimi issiqlik F.I.K. statik tashkil etuvchisi,  - devorning issiqlik uzatish koeffitsiyenti. Quyosh qizitgich tizimi issiqlik F.I.K. statik tashkil etuvchisi uchun yozilgan (2.2.8.) munosabat jarayonni kvazistatik qaralishi uchun olingan munosabatga o’xshash.Integral operator yadrosi
, (3.2.12.)
Xuddi yuqoridagidek qarash asosida issiqlik yo’qotilishlar oqimi va devorda zaxiralangan qo’shimcha issiqlik uchun quyidagi munosabatlarni olish mumkin:
, (3.2.13.)
. (3.2.14.)
Bunda , (3.2.15.)
, (3.2.16.)
.
Munosabat funksiyalarining uchta koeffitsiyenti o’zaro bir birlari bilan bog’langan:  .
Hisoblashlarning ko’rsatishicha yorug’ kun davomida Quyosh radiatsiyasi tomonidan issiqlik yutgich qizitilganda hosil bo’ladigan issiqlik qisman binoga o’tib foydali qo’llanilishga sarflanishi mumkin [33]. Bir qismi atrof muhitga uzatilsa yana bir qismi devor ichida zaxiralanadi. Bino ichki havosini devorda zaxiralangan issiqlikda olishi yorug’ kun davomiyligidan uzoqroq muddat davom etishi mumkin. Devor materialida zaxiralangan issiqlikning 90% ga yaqini quyidagi tengsizldik bilan aniqlanuvchi vaqt davomida uzatilishi mumkin:
. (3.2.17.)
Bunda  - (3.2.8.a) transendent tenglamaning eng kichik musbat koeffitsiyenti, Quyosh chiqishining o’lchamsiz vaqti.
Sonli tahlillarning ko’rsatishicha uy devorlarida zaxiralangan issiqlik yo’qolishining uyga kiradigan va keyinchalik uyni isitishga sarflanadigan issiqlikka nisbati faqat shaffof issiqlik himoyasini devorlar qarshiligiga nisbatigagina bog’liq bo’larkan. Bu kechqurungi vaqtda qo’shimcha issiqlik qarshiligi(jalyuzi) kiritish yo’li bilan issiqlik yo’qotilishini kamaytirishga imkon beradi. Issiqlik yo’qotilishining mutlaq qiymati issiqlik yutuvchi qatlam haroratiga bog’liq bo’ladi, shuning uchun issiqlikni qo’shimcha tortib olib, qatlam haroratini pasaytirish tizimning umumiy energetik samaradorligini orttirishi mumkin.
Maksimal issiqlik oqimining bino devori ichki sirtiga yetib kelishini kechikishi Fur’e kriteriysi bilan aniqlanadi. Kechikishni Quyosh radiatsiyasining kunduzgi impul’si shakliga bog’liqligi ahamiyatsiz.