Kalit so‘zlar:
quyosh energiya, havo temperaturasi, issiqlik, massa sarfi.
Annotation:
The article develops a mathematical model of energy saving with
integrated multi-circuit automatic control to stabilize the air temperature in a greenhouse
483
consisting of an underground composite pipe and a surrounding layer of soil substrate,
which uses solar energy and geothermal hot water in winter.
Key words:
solar energy, air temperature, heat, mass consumption.
Ma`lumki, odatdagi yoqilg‘i-energiya resurslardan foydalanib qish faslida isitiladigan
issiqxonalar blokli yarim silindrik karkaslar birlashtirilib polietilin plyonka qoplanib
tayyorlanadi. Issiqxonning har bir blokini kengligi 6,0 m bo‘lib, reja asosida ikki tomonidan
koridorlar ajratilib, konstruksiyaning minimal balandligi 2,4 va ishchi maydoni 6,0x50 m ga
teng. Issiqxonada mikroiqlim yaratish uchun yer usti isitish quvurlar, registrlar, quvurlar
bilan jihozlanishi uchun 700-800 m materiallar va qish faslining temperaturasi 8 -10
0
C
bo‘lganda sutka davomida mo‘tadil harorat rejimini
) saqlash uchun
28
soat elektr energiya sarflanadi. Xususan, bunday issiqxonalarni isitish tizimini
qurishda juda katta miqdorda quvurlar va butlovchi qismlar sarflanishi bilan bir qatorda
yoqilg‘i-energiya resurslari sarflanadi va atrof-muhitga zararli gazlar chiqariladi.
Shuning uchun mualliflar tomonidan bir blokli ishchi maydon 6,0x30 m, balandligi 2,4 m
bo‘lgan tuproq osti kompozitsion quvurli quyosh nurlari va geothermal energiya bilan
isitiladigan issiqxonada mikroiqlim yaratish uchun ko‘p konturli avtomatik boshqaruv
tizimli tajriba variant Muborak neftgaz MCHJ ning issiqxona xo‘jaligida qurilib sinovdan
o‘tkazildi. Qurilmaning yarim silindrik karkasi ikki qavat (oraligi 7-10 cm havo qatlam)
polietilin plyonkasi bilan qoplanadi.
Qish va erta bahor oylari tiniq yuzaga tushadigan quyosh nur energiyasini R=0,78
qismi quyosh nurlari energiyasi issiqxonasi ichiga o‘tib, ichki havo temperatuasi: 23-25
0
C
ko‘tarilishi bilan avtomatik boshqarish tizimi so‘rib-haydovchi ventelyator orqali o‘rtacha
0,8 m/s tezlik bilan harakatlanadi va issiqligini quvur sirtidan substrat qatlamga beradi va
natijada 13-15
0
C gacha sovib issiqxona ichiga ko‘tariladi, havoning normadan ortiqcha 33-
38% issiqlik qismi substrat-tuproq qatlamiga akkumulyatsiyalanadi. Tunda issiqxona
ichidagi havo temperaturasi 15
0
dan pasayishi bilan so‘rib-haydovchi ventelyator
avtomatik boshqarish tizimi yordamida ishga tushadi va kompozitsion quvurlarga past
temperaturali havoni haydaydi. Havo oqimi issiqlik akkumulyatordan o‘tishi jarayonida
temperaturasi 21-23
0
gacha isiydi va konvektiv issiqlik almashinuvi natijasida quyosh
issiqxonasi ichiga ko‘tariladi va vaqy birligida mo‘tadil iqlim rejimi yuzaga keladi.
Qish faslining surunkali bulutli va sovuq kunlarida quyosh nurlari va geothermal
energiya bilan isitiladigan issiqxon ichida mikroiqlim yaratish uchun temperaturasi 63
0
bo‘lgan geotermal issiq suv manbaiga ulanadi. Geotermal issiq suv tuproq osti
kompozitsion quvur markazida joylashtirilgan, diametri d=32 mm bo‘lgan kompozitsion
trubalar orqali taqsimlanadi va nasos yordamida sirkulyatsiyalanadi. Issiqlik uzatish yo‘li
bilan substrst tuproq qatlamga to‘lngan issiqlikni bir qismi akkumulyatsiyalanib boradi.
Akkumulyatsiyalangan issiqlik quyosh issiqxonasida yetishtirilgan o‘simlikni ildiz
qatlamiga tabiiy uzatiladi, natijada o‘simlikni rivojlanishi uchun mo‘tadil issiqlik va namlik
rejimi yaratildi.
Quyosh nurlari va geothermal energiyasidan foydalanib isitiladigan issiqxonaning tiniq
yuzasidan o‘tgan quyosh nur enrgiyasi ishchi maydon tuproq qatlamida 16-22% miqdorda
akkumulatsiyalandi. Shuningdek, quyosh nurlari va geotermal energiyadan foydalanib
isitiladigan issiqxonadagi havo temperaturasini o‘zgarishi bir qator faktorlarga bog‘liq
bo‘ladi: quyosh radiatsiyasining intensivligiga, tuproq osti issiqllik akkumulyatorida
to‘planadigan issiqlik miqdoriga, geotermal issiqlik manbaidan beriladigan issiq suv
temperaturasi va vaqt birligida havoning konvektiv harakalanishi tezligiga.
Shuningdek, issiqxonaning temperatura rejimiga fotosintez tufayli issiqlikni yutilishi va
tuproq osti issiqlik akkumulyatorli qurilmaning tiniq yuzalari orqali o‘tagan quyosh
nurining intensivligi va issiqxonadan muhitga issiqlikni yo‘qotilishi va boshqa dinamik
faktorlarga bog‘liq bo‘ladi [1].
484
Quyosh nurlari va geotermal energiyadan foydalanib tuproq osti issiqlik akkumulyatorli
issiqxonaning tajriba variantini zamonaviy innovatsion texnologiyalar bilan jihozlab, ichki
havo temperature rejimini mo‘tadillashtirish uchun ko‘p bosqichli avtomatik tizimni
o‘rnatishda Yuqorida aytib o‘tilgan faktorlar e`tiborga olindi. Bunda issiqxona ichidagi
havoning temperatura rejimini mo‘tadillashtirish jarayonlarni natijalariga muvofiq bo‘ladi
[2, 3, 4]. Quyosh nurlari va geotermal energiyadan foydalanib tuproq osti issiqlik
akkumulyatorli issiqxonada mo‘tadil temperature rejimini yaratishning boshqarish
sxemasi 1-rasmda keltirilgan. Tuproq osti kompotsion quvur atrofi substratli-tuproq
qatlamda issiqlik energiyani akkumulyatsiyalash mo‘ljallangan issiqxonaning hajmiy ichki
temperaturasini mo‘tadilligini ta`minlashda umumiy issiqlik miqdorining (Q
n
) sarfi
o‘zgaruvchilari issiqlik akkumulyatorli issiqxonaning isitish tizimidagi dinamik jarayon
uchun matematik model qo‘llanilib issiqlik balansi aniqlanadi. [4, 5, 6]. Shunga asosan
tuproq osti kompotzitsion quvurli issiqlik akkumulyatorini dinamik xarakteristikasi issiqlik
tashuvchini temperaturasi, quyosh nurlari va geotermal energiyani akkumulyatsiyalash
issiqxonani issiqlik bilan ta`minlash quvvati (Q
1
, geotermal issiq suv energiyasi bilan
tuproq osti issiqlik akkumulyatorida to‘planadigan issiqlik sarfiy quvvatini
)
aniqlash bo‘yicha mukammal tadqiqotlar o‘tkazishni talab etadi.
1-rasm. Quyosh nurlari va geotermal issiq suv energiyasidan foydalanib tuproq osti
issiqlik akkumulyatorida to‘plangan issiqlik bilan qish faslida isitish tizimini tarkibiy qismi.
Bu yerda
tuproq osti kompozitsion quvurli issiqlik akkumulyatordan
issiqlikni uzatish funksiyasi: “Temperatura issiqlik tashuvchi-issiqlik quvvati-issiqxona
ichidagi havo temperaturasi” Q
t
– tuproq osti issiqlik akkumulyatordan issiqxonaga
kiradigan havo temperaturasi; Q – issiqxonada hajmiy issiqlik taqsimlanish miqdori; G –
issiqlik tashuvchining mass asarfi;
-muhitning ta`siri.
Quyosh nurlari va geotermal issiq suv energiyasidan foydalanib tuproq osti issiqlik
akkumulaytor quvurdan bir quvur ajratilib, unda yuzaga keladigan issiqlik almashinuv
tenglamalari quyidagicha ifodalanadi.
(1)
(2)
Bu yerda C-issiqlik tashuvchining issiqlik sig‘imi,
G-issiqlik tashuvchini massa
srafi,
tuproq osti kompozitsion quvurdan havo-suv oqimidan quvur ichki yuzasiga
issiqlik berish koeffitsienti,
uzunlikka nisbatan tuproq osti issiqlik
akkumulyator quvurning ichki yuzasi, m
2
; l-trubaning uzunligi, m,
– tuproq osti issiqlik
akkumulyatorquvur ichki devor yuzasining temperatirasi, K;
- tuproq osti issiqlik orqali
issiqlik tashuvchi (havo-suv) oqimining temperaturasi; K;
- issiqlik tashuvchi oqimining
yuzasi temperaturasi, K;
- tuproq osti issiqlik akkumulyator quvurining issiqlik sig‘imi,
; F
C
– tuproq osti issiqlik akkumulyator quvurining ko‘ndalang kesimi yuzasi m
2
,
-
kompozitsion quvur materialning zichligi,
– tuproq osti issiqlik akkumulyatordan
harakatlanadigan issiqlik tashuvchini quvur tashqi sirtidan substrat tuproqli qatlamga
485
issiqlik berish koeffitsienti,
uzunlikka nisbatan tuproq osti kompozitsion
quvurni tashqi yuzasi, m
2
;
- tashqi havo temperaturasi, K;
bo‘lsa,
ligini hisobga olsak (1), (2) tenglamalar quyidagicha to‘liq chiziqli ko‘rinishga keladi:
(3)
Bu yerda
m-tuproq osti kompozitsion quvur issiqlik akkumulyatorni 1 m
uzunlikdan o‘tadigan issiqlik tashuvchining massasi, k/c;
- issiqlik tashuvchini
boshlang‘ich sarfi, kg/c;
*
+
(4)
tuproq osti kompozitsion quvur orqali issiqlik berish koeffitsientini issiqlik
tashuvchini safiga bog‘lab aniqlash uchun uning boshlang‘ich holatiga nisbatan kattaligi;
o‘lchamsiz kattalik bo‘lib, tuproq osti kompozitsion quvurdan iborat issiqlik quvvatini
xarakterlaydi va bunda substrat tuproq qatlam bilan issiqlik almashinuvi hisoblash
qiymatlari asosiy temperatura natijasiga bog‘liq bo‘ladi va bunda
⌈
⌉
ga teng bo‘ladi, m
c
– tuproq osti kompozitsion materialini l m uzunligiga
nisbatan massasi, kg:
⌈
⌉
(3) va (4) tenglamalarni birlashtirib
– chiqarishi natijasida tenglama quyidagicha
ifodalanadi:
̅
(5)
Bu yerda
̅
-issiqlik tashuvchini mos ravishda yo‘nalishini xarakterlovchi koordinata:
+
-Laplas operatori
+
+
(5) – issiqlik almashishi tenglamadan kompozitsion quvurdan uzatish funksiyasi
quyidagicha teplofizik parametrlarini e`tibotga olib ifodalaymiz: tuproq osti kompozitsion
quvurga kiradigan geotermal issiq suvni temperaturasi; issiqlik tashuvchining mass asarfi,
tuproq osti kompozitsion quvurlardan sirkulyatsiyalanadigan geotermal issiq suvning
temperaturasi:
̅
)
(6)
⌈
⌉ (
̅
)
(7)
Geotermal suv uzatiladigan tuproq osti kompozitsion quvurdan iborat issiqlik
almashinuv sistemasini quvurning uzunlik qismida d
̅
(c-quvurdan uzatiladgan geotermal
suvning temperaturasini tuproq osti kompozitsion quvurlarda sirkulyatsiyalanishi
jarayonidagi o‘zgarishi e`tiborga olinadi) quvvati quyidagi tenglamada ifodalanadi:
[ ̅ ] [ ̅ ]
[ ̅
]
(8)
Yoki (8) tengla,ani chap va o‘ng tomonlarini dx ga bo‘lami quyidagi tengla,ani olamiz:
[ ̅ ]
[ ̅
]
(9)
Bu yerda K
T
– tuproq osti kompozitsion quvur markazidan o‘tgan issiqlik tashuvchi issiq
suvdan kompozitsion quvur ichidagi issiqlik uzatish koeffitsiyenti, Bt/(m grad).
Uzunligi l bo‘lgan tuproq osti kompozitsion quvurdan iborat issiqlik aakumulyatorini
quvvati
∫
[ ̅
]
Hisoblab aniqlanadi. Bu yerda agar (6) va (7) tenglamalar hisobga olinib, geotermal
suvni tuproq osti kompozitsion quvurlarga kirish temperaturasi bilan bog‘liq issiqlik
akkumulyatorni uzunlik bo‘yicha quvvati quyidagi tenglama bilan aniqlanadi [7].
| 