О лаборатории

Лаборатория Солнечные тепловые и энергетические установки была основана в 1975 году доктором технических наук, профессором Р.Р. Авезовом в составе Физико-технического института (ФТИ) АН РУз. в городе Ташкенте.

Основным направлением научных исследований является разработка, оптимизация тепловых характеристик и создание опытных образцов низкопотенциальных солнечных тепловых установок и систем теплоснабжения на их основе; разработка, усовершенствование и оптимизация основных параметров инсоляционных пассивных систем солнечного отопления, адаптированных к климатическим условиям Узбекистана; разработка и схемно-тепловая оптимизация параметров солнечно-топливных установок теплоснабжения индивидуальных и коллективных потребителей; разработка и создание солнечных водоопреснительных установок; разработка и тепловая оптимизация параметров солнечных теплиц с аккумулированием тепла; эксергический анализ эффективности солнечных теплоэнергетических установок; исследование теплофизических свойств фазопереходных материалов в целях использования в солнечных тепловых установках в качестве теплового аккумулятора; исследования теплофизических свойств наножидкостей для использования в солнечных преобразователях в качестве теплоносителя и т.д.

В течение последних 10 лет сотрудниками лаборатории выполнены 10 проектов: 2 фундаментальных, 6 прикладных (в том числе 2 молодёжные) и 2 инновационных проекта. Основные научно-исследовательские работы, выполненные в рамках фундаментальных проектов, заключаются в развитие теоретических основ теплового преобразования энергии солнечного излучения. Исследования, в рамках прикладных и инновационных проектов, направлены на разработку эффективных солнечных тепловых установок для различных целей, разработку инновационных и новых технических решений для реализации в различных секторах экономики Узбекистана. 

 В лаборатории выполняются следующие научные проекты:

1. Проект фундаментальных исследований Ф3-ФА-О-50940 по теме: «Исследование теплотехнических и динамических характеристик инсоляционных систем солнечного отопления и термодинамических преобразователей солнечной энергии». Научный руководитель к.т.н., в.н.с. Н.Р. Авезова;

2. Научно-технический проект ФА-А4-Ф030 по теме: «Разработка и реализация экспресс-методики теплового испытания и определения основных теплотехнических параметров плоских солнечных коллекторов и абсорберов для нагрева жидкого теплоносителя». Научный руководитель к.т.н., в.н.с. Н.Р. Авезова;

3. Инновационный проект ФА-И4-Ф003 по теме: «Создание и ввод в эксплуатацию систем солнечного теплоснабжения и кондиционирования воздуха административно – бытового корпуса ПП ООО «Ташэлектромаш»». Научный руководитель к.т.н., в.н.с. Авезова Н.Р.

4. Научно-технический проект ФА-А4-Ф023 по теме: «Разработка автоматизированной системы управления гелиостатным полем». Научный руководитель к.т.н., с.н.с. Ж.С. Ахатов;

5. Международный Узбекско-Китайский проект: «Investigation of the physical properties of nanofluids as a heat transfer fluid and their influence on thermal-technical characteristics of low temperature solar applications. (Joint Project: Uzbekistan-China)». Научный руководитель к.т.н., с.н.с. Ж.С. Ахатов;

6. Исследование теплотехнических характеристик фазопереходных тепловых аккумуляторов в низкотемпературных солнечных установках. Научный руководитель м.н.с. Э.Т.Жураев.

Получены следующие важнейшие результаты:

Фундаментальные исследования

Завершены исследования по разработке теоретических и практических основ теплового расчета плоских солнечных коллекторов для нагрева жидкого теплоносителя. По результатам этих исследований впервые получены расчетные выражения для определения среднемассовой температуры теплоносителя в теплоотводящих каналах лучепоглощающих панелей коллекторов рассматриваемого типа; коэффициента тепловой эффективности; среднерабочей температуру их поверхности эффективного приведенного коэффициента тепловых потерь лучепоглощающих панелей коллекторов в окружающую среду, в которых (в отличие от исследований зарубежных ученых) учтены частичные поглощения и преобразование в тепло солнечного излучения, проходящего через светопрозрачное покрытие  корпуса рассматриваемых коллекторов. На основе реализации полученных теоретических результатов, в практике теплового расхода солнечных водонагревательных коллекторов впервые создана их тепловая модель, позволяющая определить их теплопроизводительность, в зависимости от заранее заданного значения температуры получаемой из них горячей воды; установлена удельная годовая теплопроизводительность; технико-экономические и экологические показатели солнечных водонагревательных коллекторов,  при температурах получаемой горячей воды от 35 до 60°С. На основе реализации результатов завершенных фундаментальных исследований, предложена принципиальная схема испытательного стенда для теплового тестирования солнечных водонагревательных коллекторов, разработана методика и порядок проведения с его помощью краткосрочных тепловых тестов, позволяющих существенно (в 4÷5 раза) снизить материальные и финансовые расходы и сроки проведения испытаний.

Изучена закономерность процессов теплового преобразования и использования солнечной энергии в инсоляционных пассивных системах отопления с многофункциональными энергоактивными трехслойными светопрозрачными ограждениями. Разработаны научные основы прогнозирования и регулирования температурного режима воздушной среды отапливаемого помещения с помощью рассматриваемых систем. Изучен механизм формирования процессов естественной аккумуляции тепла во внутренних слоях массивных ограждений помещения, отапливаемых с помощью рассматриваемых систем и определен необходимый объем краткосрочного аккумулятора дневного  избытка тепла солнечного излучения из низкотемпературных фазопереходных материалов. Изучены тепло - и гидравлические характеристики многофункциональных трехслойных энергоактивных светопрозрачных ограждений с вентилируемыми воздушными прослойками и частично лучепоглощающими ламинатными покрытиями из тонких полимерных пленок. На основе реализации результатов выполненных фундаментальных исследований в данной области, установлено, что применение многофункционального энергоактивного светопрозрачного ограждения в инсоляционных пассивных системах отопления позволяет повысить эффективность использования солнечной энергии на 5÷10% (по сравнению с традиционными) и существенно снизить летнее теплопоступление в помещение через ее светопроемы.

Прикладные исследования

Разработан метод расчета производительности, тепловой эффективности и коэффициента использования первичной теплоты солнечной водоопреснительной установки с многоступенчатой испарительно-конденсационной камерой (МИК). Разработан и изготовлен опытный образец солнечной водоопреснительной установки с МИК. Показано, что за счет рекуперативного использования теплоты конденсации в солнечных опреснителях с МИК производительность может быть увеличена до двух раз (6-7л. в день), по сравнению с обычным опреснителем парникового типа (до 3л. в день).

Разработана солнечная водоопреснительная установка, работающая на основе метода обратного осмоса очистки соленых вод, с производительностью 100л. в день. Создан опытный образец установки и проведены испытания в натурных условиях. Как показали результаты испытаний в течении года, рассматриваемая установка является одной из экономически и технически выгоднх систем для использования в качестве автономной системы питьевого водоснабжения для отдаленных потребителей Республики. Опытный образец установки состоит из солнечной панели мощностью 30Вт и аккумуляторной батареи (24В, 8A∙ч), бустерного насоса (24В, 0.6А), и пятиступенчатойобратно осмотической системы для очистки соленых вод.

Инновационные исследования

По результатам завершенных исследований, впервые (в административном корпусе ПП ООО «Электромаш»), на примере разработки, создания и обобщения опыта эксплуатации системы  солнечного горячего водоснабжения, инсоляционной пассивной и панельно-лучистой системы солнечного отопления и системы кондиционирования воздуха, на основе одно - и двухступенчатого испарительного охлаждения воздуха и вращающихся регенераторов тепла, доказана возможность существенного расширения масштабов использования комбинированных систем солнечного теплоснабжения и кондиционирования воздуха без применения холодильных  машин, что обеспечить экономию традиционных топливно-энергетических ресурсов до 50% и более.

Разработана конструкция, оптимизированы соответствующие геометрические, оптические и теплотехнические параметры, создан и введен в действие солнечный комплекс для выращивания и сушки сельхозпродуктов, с общей площадью 100м² , в Бухарской области. С помощью данного комплекса, в летном режиме, имеется возможность сушки 1,0-1,5 тонны сельхозпродуктов (овощей, фруктов и т.д.) в одном заходе, а в течение года, учитывая продолжительность циклов, в зависимости от типа продукции, можно сушить 10-12 тонн сельхозпродуктов. Комплекс включает в себя 3кВт маломощную фотоэлектрическую станцию, которая обеспечить автономную работы системы вентиляции и освещения комплекса и дополнительных помещений, предназначенных для переработки и хранения продуктов. Комплексом, ежедневно, в среднем вырабатывается 2кВт.ч электрической энергии (с помощью ФЭС) и около 300 кВт.ч тепловой энергии. За счет использования данного комплекса ежедневно можно сэкономить 2кВт.ч электрической энергии и 40-45 м³ природного газа.

Сотрудники лаборатории поддерживают тесные связи с ведущими научными центрами России, Германии, Италии, Испании, Греции, Израиля, КНР и т.д., и активно участвуют в международных научных конференциях.

В данном направлении за последние 10 лет опубликованы 120 публикаций,  из них 98 за рубежом, в престижных научных журналах, а также получены 21 патентов.