Узбекистан академия наук республики узбекистан

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 
ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩЕЙ СТЕНКИ ПАССИВНОЙ СИСТЕМЫ 
СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ. 
 
Садыков Ж.Д., Файзиев Т.А., Ибрагимов У.Х., Мамедова Д.Н.,
Хидиров М.М., Тошбоев А.А.
Каршинский инженерно-экономический институт 
В работе рассмотрена теоретическая модель температурного режима 
перфорированной теплоаккумулирующей стенки пассивной системы солнечного 
отопления. с учетом её пористости и расхода воздуха через неё. Приведены 
экспериментальные и расчетные значений температуры по толщине перфорированной 
теплоаккумулирующей стенки при различных расходах воздуха.
В мировой практике научные и конструкторские работы преимущественно ведутся 
в направлении разработки и создании пассивных систем солнечного отопления, 
отличающиеся от активных систем своей простотой и дешевизной. Простота 
конструктивных решений пассивных систем солнечного отопления не требуют больших 
дополнительных капитальных, эксплуатационных и ремонтных затрат. Отсутствие 
расходов на оборудование и незначительное удорожание здания с пассивной системой 
солнечного отопления по сравнению с обычным зданием делает эти системы весьма 
перспективными и конкурентоспособными.
При проектировании пассивных систем солнечного отопления крайне важны: 
планировка и правильная ориентация; выбор оптимальной формы здания; эффективная 
теплоизоляция; эффективная система вентиляции. Выполнение перечисленных 
мероприятий практически не удорожает строительство, а лишь оптимизирует его 
результаты. 
Одним из вариантов повышения теплопередающей способности конструкции 
теплоаккумулирующей стенки (ТАС) является использование перфорированных ТАС, 
которые позволяют повысить интенсивность теплосъёма с лучевоспринимающей 

---

306 
поверхности стенки в период инсоляции и могут быть использованы как вентиляционные 
устройства, с естественной или принудительной подачей воздуха [1-2].
Перенос тепла через участок перфорированной ТАС, разделяющей две воздушные 
среды с постоянными температурами и давлениями наружного и внутреннего воздуха, 
определяется как сумма двух составляющих теплового потока:
dx
dt
P
q
W
x
)
1
(




;
)
(
)
1
(
dx
dx
dt
t
dx
d
P
q
W
dx
x






; (1) 
где 
x
q
, 
dx
x
q

- тепловые потоки, направленные к ТАС и от неё через элементарный слой 
dx
;
Р -
пористость стенки
, 
как отношение объема пор ко всему объему материала или 
площадь пор в сечении к общей площади сечения; 
W

- коэффициент теплопроводности 
перфорированной ТАС.
Расход тепла на подогрев воздуха через элементарный слой (за счет теплообмена 
между стенкой и воздухом) составит
dt
GC
dq
P

(2) 
Тепловой баланс перфорированной ТАС определяется 
dx
x
x
q
q
dq



(3) 
Общее решение, в соответствии с уравнением теплового баланса (3), с учетом (1) и 
(2), получим уравнение распределение температуры по толщине перфорированной ТАС, 
которое позволяет рассчитывать распределение температуры по толщине перфорированной 
ТАС при различных расходах воздуха при постоянном тепловом потоке на поверхности 
стенки. 
)
/(
)
(
)
/(
)
(
2
1
2
1


K
Kx
K
Kx
r
r
e
e
e
e
t
t
t
t





(4) 
где 
)
1
(
P
GC
K
W
P



, 
G - 
количество воздуха
 
проходящее через толщину перфорированной 
ТАС
 
кг/(м
2
час)
;
С
Р
- удельная теплоёмкость кДж/(кг К). 
)
/(
)
(
)
/(
)
(
2
1
2
1
1


K
Kx
K
Kx
r
r
e
e
e
e
t
t
t
t
t






Для проверки достоверности теоретических данных нами была сконструирована 
установка, затем, испытав перфорированной ТАС и определив температурное поле, 
сопоставить экспериментальных данные с расчетными. 
Экспериментальная модель перфорированной ТАС представляет собой глиняный 
прямоугольный параллелепипед с зачерненной стороной, размерами: 130 мм -сторона 
прямоугольной тепловоспринимающей поверхности, 46 мм -высота параллелепипеда или 
толщина стенки. Перпендикулярно к квадратной поверхности в шахматном порядке сквозь 
модели стенки продлены цилиндрические отверстия на расстояниях друг от друга 5 мм и 
диаметром 0,8 мм каждое. Окраинными изоляционными поверхностями для устранения 
боковых перетоков тепла в модели выделен экспериментальный участок с размерами 50х50 
мм. Внутри стенки по ее толщине и в изотермических плоскостях размещены шесть 
хромель-копелевых термопар на различных расстояниях от поглощающей излучение 
поверхности. Эта поверхность остеклена. Вторая сторона находилась в потоке воздуха, что 
обеспечивало эжекцию сквозь стенку. Вся модель укреплялась в воздухонепроницаемом, 
металлическом, остекленном коробе. Межстекольный промежуток мог соединяться с 
наружным пространством только ниже мерного участка модели на полтора метра (нижняя 
часть металлического короба) и через отверстия в стенке. Лучистый поток к поверхности 
обеспечивался имитатором, смонтированным на базе параболоидного зеркала и 
прожекторной лампы. Исследования показали, что плотность лучистого потока по 
поверхности модели можно считать одинаковой.

---

307 
Таблица 1