QUYOSH HOVUZLARIDA FAZAVIY O‘TUVCHI MATERIALLARDAN FOYDALANISHNING O‘ZIGA XOS XUSUSIYATLARI

Аннотация

Mazkur maqolada quyosh hovuzlarida akkumulyatsiya qilishda fazaviy o‘tuvchi materiallardan samarali foydalanish asoslari tahlil qilinadi. Fazaviy o‘tuvchi materiallar, ya’ni Phase Change Materials (PCM) — bu moddalar faza o‘zgarishi (odatda qattiq ↔ suyuq) jarayonida katta miqdordagi issiqlikni yutadi yoki chiqaradi. So‘nggi yillarda quyosh hovuzlarida fazaviy o‘tuvchi materiallar (PCM) dan foydalanish — tizimning issiqlik saqlash sig‘imini oshirishda istiqbolli yondashuv sifatida ko‘rilmoqda. PCM moddalari atrof- muhit haroratidan yuqori haroratda eriydi va kristallanadi, bu esa katta hajmdagi yashirin issiqlikni yutish yoki ajratish imkonini beradi. Kalit so‘zlar: Fazaviy o‘tuvchi material, Phase Change Materials (PCM) quyosh hovuzlari, yashirin issiqlik, erish harorati, termik barqarorlik, issiqlik akkumulyatsiyasi, paraffin, tuzli gidrat, metallar Quyosh hovuzlari (solar ponds) — quyosh energiyasini to‘plash, saqlash va issiqlikka aylantirish uchun mo‘ljallangan past xarajatli tizimlardan biridir. Ular odatda uchta qatlamdan iborat bo‘lib: yuqori qatlam (aniq), o‘rta qatlam (gradient zonasi) va pastki qatlam (issiqlik saqlovchi zona). Tabiiy konveksiya harakatining oldini olish orqali quyosh hovuzlarida issiqlik saqlanishi ta’minlanadi. Quyosh nurlanishidan issiqlik energiyasi yig’ilib suv qatlamlari ichida saqlanadi. Fazaviy o‘tuvchi materiallar (Phase Change Materials – PCM) — bu tashqi sharoit (masalan, harorat) o‘zgarganda agregat holatini (qattiq ↔ suyuq, suyuq ↔ gaz) o‘zgartirib, shu jarayonda issiqlik energiyasini yutish yoki ajratish xususiyatiga ega moddalar. Fazaviy o‘tuvchi materiallar - PCMlar bu tizimni quyidagi yo‘llar orqali samarali natijaga erishishga yordam beradi: 1. PCM issiqlikni faza o‘zgarish jarayonida ko‘p miqdorda saqlaydi; 2. Issiqlikni doimiy haroratda chiqaradi (faza o‘zgarish harorati); 3. Tunda yoki quyosh kam tushganda issiqlik uzluksiz bo‘lib qolishini ta’minlaydi; 4. Quyosh hovuzining quvvat olish davrini uzaytiradi. PCM moddalari o‘zining latent issiqlik sig‘imi bilan ajralib turadi. Bu esa ularni quyosh energiyasini kechki va tungi soatlarda ham samarali ishlatish imkonini beradi. Ayniqsa, past haroratli issiqlik tizimlari (40–80°C) uchun PCM mos 150 CURRENT APPROACHES AND NEW RESEARCH IN MODERN SCIENCES International scientific-online conference keladi. Parafinlar, tuz gidratlari va organik materiallar bu sohada keng o‘rganilgan. PCMlar issiqlikni muayyan haroratda faza o‘zgarishi orqali saqlaydi, bu ularni barqaror harorat oralig‘ida energiyani akkumulyatsiya qilish uchun juda foydali qiladi. Ko‘plab tadqiqotlar PCMlar yordamida quyosh energiyasini kun davomida to‘plab, tunda yoki kam nurlanishli davrlarda foydalanish imkonini berishini ko‘rsatgan. Shuningdek, PCMlar ushbu quyosh hovuzlari va boshqa energiya tizimlarida issiqlikni samarali saqlashning eng istiqbolli vositalaridan biri hisoblanadi, zero PCMlar: yuqori issiqlik sig‘imiga ega. Kichik hajmda ko‘p miqdorda issiqlikni saqlash imkonini beradi. Masalan, 1 kg PCM ko‘pincha 1 kg suvga qaraganda bir necha marta ko‘proq energiyani saqlashi mumkin; haroratni barqaror ushlab turadi. Faza o‘zgarish jarayonida harorat deyarli o‘zgarmaydi. Bu xususiyat xonalarni, qurilmalarni yoki mahsulotlarni ma’lum optimal haroratda ushlab turishda qo‘l keladi; energiya tejaladi. Quyosh energiyasini yig‘ish va kechasi ishlatish, sovutish tizimlarida elektr energiyasini tejash imkonini beradi; qayta-qayta foydalanish mumkin. PCM’lar yuzlab va hatto minglab faza o‘zgarish sikllarida o‘z xossasini yo‘qotmaydi; atrof-muhitga zarar yetkazmaydi. Ko‘pchilik PCM’lar ekologik xavfsiz, toksik bo‘lmagan va uzoq muddat xizmat qiladigan materiallardir. Ular qurilish (issiqlikni saqlovchi devor panellari), energiya tizimlari (quyosh batareyalari va issiqlik akkumulyatorlari), sovutish (transportda yoki oziq-ovqat sanoatida), hatto tibbiyotda (vaksina tashishda kerakli haroratni saqlash) sohalarda keng qo‘llaniladi. So‘nggi yillarda ushbu tizimlarga “fazaviy o‘tuvchi materiallar (PCM)” ni integratsiya qilish orqali issiqlik saqlash samaradorligini oshirishga qiziqish ortmoqda. Ular quyidagi shakllarda integratsiya qilinadi: PCMni quyosh hovuzlariga integratsiya qilish shakllari Qobiq ichida qo‘shish To‘g‘ridan-to‘g‘ri qo‘shish (encapsulated form): (direct mixing): PCM maxsus qobiqlarga joylashtirilib, PCM hovuz suviga solinadi, hovuzning issiqlik saqlovchi zonasiga ammo bu moddaning suyuqlik bilan joylashtiriladi. Bu usul PCM oqib aralashmasligi yoki cho‘kmasligi ketmasligi va tuzilish barqarorligini talab etiladi. ta’minlaydi. 151 CURRENT APPROACHES AND NEW RESEARCH IN MODERN SCIENCES International scientific-online conference Quyosh hovuzlariga PCM modullarini integratsiya qilish orqali issiqlik saqlash quvvati ortadi; tashqi muhit haroratidagi o‘zgarishlarga kamroq ta’sirchan bo‘ladi hamda yil davomida ko‘proq barqaror issiqlik manbai hosil bo‘ladi. Misol uchun, Kalogirou (2014) tomonidan taqdim etilgan modellashtirish natijalarida PCM qatla