MATHEMATICAL MODEL AND ENERGY EFFICIENCY ANALYSIS OF A SOLAR WATER COLLECTOR-BASED UNDERFLOOR HEATING SYSTEM IN A SOLAR GREENHOUSE
PDF (Uzbek)

Keywords

solar greenhouse solar water collector underfloor heating system heat transfer energy efficiency mathematical model water heat accumulator heat load

How to Cite

Uzakov, G. N., Ibragimov, U. K., & Xusenov, A. A. (2026). MATHEMATICAL MODEL AND ENERGY EFFICIENCY ANALYSIS OF A SOLAR WATER COLLECTOR-BASED UNDERFLOOR HEATING SYSTEM IN A SOLAR GREENHOUSE. Alternative Energy, 23(2), 67-78. https://doi.org/10.70769/2181-284.ME.2(23).2026.6

Abstract

Введение. Снижение энергопотребления в гелиотеплицах и эффективное использование возобновляемых источников энергии в настоящее время являются одними из актуальных задач.

Методы и материалы. В исследованиях была выбрана гелиотеплица размером 8,6×5,8 м, а трубы PEX Ø16 мм системы тёплого пола были уложены под почвой в форме серпантина. Для описания процессов теплообмена были составлены уравнения энергетического баланса для почвы и внутреннего воздуха, а также разработана дискретная математическая модель на основе метода Эйлера вперёд. При определении гидравлических параметров системы были рассчитаны расход воды, потери давления и тепловые нагрузки.

Результаты. Согласно результатам исследования, температура почвы изменялась в диапазоне 20,9-27,6℃, при этом для корневой зоны огурца был обеспечен оптимальный температурный режим 22-25℃. Установлено, что температура внутреннего воздуха за счёт системы тёплого пола повысилась в среднем на 4,0-6,3℃, а солнечная энергия покрывала 15,4-50,5% общей тепловой нагрузки.

Заключение. Система тёплого пола с солнечным водяным коллектором обеспечила возможность энергосберегающего и экологически безопасного отопления в гелиотеплице. Разработанная математическая модель имеет важное значение как эффективный инструмент для оценки теплового режима системы и определения её оптимальных конструктивных параметров. Результаты исследования показали возможность создания стабильного микроклимата и повышения энергетической эффективности в гелиотеплицах за счёт использования возобновляемых источников энергии.

PDF (Uzbek)

References

[1]. Taki M., Rohani G., Rahmati-Joneidabad M. Solar thermal simulation and applications in greenhouse // Information Processing in Agriculture. – 2018. – Vol. 5. – No. 1. – Pp. 83–113.

[2]. Mongkon S., Thepa S., Namprakai P., Pratinthong N. Cooling performance and condensation evaluation of horizontal earth tube system for the tropical greenhouse // Energy and Buildings. – 2013. – Vol. 66. – Pp. 104–111.

[3]. Xu J., Li Y., Wang R.Z., Liu W., Zhou P. Experimental performance of evaporative cooling pad systems in greenhouses in humid subtropical climates // Applied Energy. – 2015. – Vol. 138. – Pp. 291–301.

[4]. Bargach M.N., Tadili R., Dahman A., Boukallouch M. Survey of thermal performances of a solar system used for heating of agricultural greenhouses in Morocco // Renewable Energy. – 2004. – Vol. 20. – Pp. 415–433.

[5]. Nayak S., Tiwari G.N. Energy metrics of photovoltaic/thermal and earth air heat exchanger integrated greenhouse for different climatic conditions of India // Applied Energy. – 2010. – Vol. 87. – Pp. 2984–2993.

[6]. Attar I., Naili N., Khalifa N., Hazami M., Farahat A. Parametric and numerical study of a solar system for heating a greenhouse equipped with a buried exchanger // Energy Conversion and Management. – 2013. – Vol. 70. – Pp. 163–173.

[7]. Khafizova Yu.Kh., Ergashev A.J. Agrotechnologies of cultivation of first-generation hybrids of cucumber (Cucumis sativus L.) in unheated greenhouses under Uzbek conditions // European Journal of Agricultural and Rural Education. – 2023. – Vol. 4. – Pp. 1–4.

[8]. Growing cucumbers in a greenhouse: technology, diseases and pests. – WEAGRO, 2024.

[9]. Aldrich R.A., Bartok J.W. Greenhouse Engineering (NRAES-33). – Ithaca, NY: Natural Resource, Agriculture, and Engineering Service (NRAES), 2011.

[10]. REHAU. Radiant Heating Systems: Design Guide. – REHAU AG + Co., 2017.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Copyright (c) 2026 Uzoqov, G'.N., Ibragimov, U.X., Xusenov, A.A. (Muallif)

Downloads

Download data is not yet available.