夏季屋頂全開窗型溫室的通風(fēng)率與溫度預(yù)測(cè)研究.pdf

1、溫室作為一種用來栽培植物的生產(chǎn)設(shè)施，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能改善農(nóng)作物生長(zhǎng)條件、使作物生長(zhǎng)環(huán)境得到優(yōu)化。屋頂全開窗型溫室作為結(jié)構(gòu)特殊的新型溫室，其優(yōu)點(diǎn)是頂窗可全部打開，對(duì)于增加通風(fēng)面積、最大化利用自然通風(fēng)為夏季溫室進(jìn)行降溫具有重要意義。通風(fēng)率和溫度等作為影響屋頂全開窗型溫室環(huán)境的重要因子，對(duì)其展開研究能為溫室調(diào)控提供理論依據(jù)。
　　本研究以夏季屋頂全開窗型溫室為研究對(duì)象，基于不穩(wěn)定狀態(tài)下的質(zhì)能平衡方程，建立溫室通風(fēng)率計(jì)算模型與溫室內(nèi)空氣溫度

2、與溫室覆蓋層溫度動(dòng)態(tài)模型，通過試驗(yàn)對(duì)多元線性回歸、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度預(yù)測(cè)與溫度動(dòng)態(tài)模型預(yù)測(cè)對(duì)比，依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算溫室通風(fēng)率，并對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行討論分析，完成部分溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為溫室進(jìn)一步調(diào)控提供理論依據(jù)，主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）基于簡(jiǎn)單質(zhì)能平衡方程對(duì)屋頂全開型溫室通風(fēng)率進(jìn)行理論分析，從溫室單位區(qū)域凈太陽能輻射、土壤傳導(dǎo)熱、與溫室外界的對(duì)流熱及溫室內(nèi)凈熱能輻射分別進(jìn)行理論推導(dǎo)，得出夏季低風(fēng)速狀態(tài)下屋頂全開型溫室的

3、自然通風(fēng)通風(fēng)率模型與溫室溫度動(dòng)態(tài)模型。通過溫室內(nèi)外能量交換建立溫室溫度預(yù)測(cè)模型。對(duì)屋頂全開窗型溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的MCGS組態(tài)軟件部分進(jìn)行了相應(yīng)設(shè)計(jì)，針對(duì)通風(fēng)量下限與溫度上限設(shè)置了雙重報(bào)警。
　　（2）以上海金山中華村玻璃溫室為研究對(duì)象，采用溫濕度傳感器對(duì)溫室內(nèi)空氣溫、濕度、溫室土壤表層溫度、溫室覆蓋層溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；采用環(huán)境記錄儀對(duì)室外空氣溫、濕度，室外風(fēng)速以及室外輻射進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；在通風(fēng)率試驗(yàn)期間，由于遮陽網(wǎng)收起，溫室內(nèi)空氣溫度最

4、大值為61.1℃，相對(duì)濕度的最小值為21％。溫室地面溫度低于溫室覆蓋層溫度和溫室內(nèi)空氣溫度，溫室覆蓋層溫度高于室外空氣溫度，低于室內(nèi)空氣溫度；在溫室溫度模擬預(yù)測(cè)試驗(yàn)期間，遮陽展開。室外輻射最大值出現(xiàn)時(shí)間段為12:00-14:00，其值為940 W/m2，此時(shí)溫室內(nèi)溫度也處于最大值。試驗(yàn)期間，溫室外風(fēng)速變化無明顯規(guī)律，風(fēng)速最大值為2m/s，平均風(fēng)速1.1m/s。
　?。?）依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以測(cè)量的環(huán)境因子數(shù)值作為輸入，使用溫室動(dòng)態(tài)模型

5、預(yù)測(cè)溫室內(nèi)空氣溫度與溫室覆蓋層溫度；建立多元線性回歸方程，預(yù)測(cè)溫室內(nèi)空氣溫度與溫室覆蓋層溫度；依據(jù)測(cè)量環(huán)境因子數(shù)值作為輸入，構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過訓(xùn)練、驗(yàn)證與檢測(cè)，確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，預(yù)測(cè)溫室內(nèi)空氣溫度與溫室覆蓋層溫度。結(jié)果表明，三種預(yù)測(cè)模型對(duì)溫室空氣溫度與溫室覆蓋層溫度都有一定的預(yù)測(cè)效果，溫室動(dòng)態(tài)模型對(duì)溫室空氣以及溫室覆蓋層的溫度模擬效果要好于多元線性回歸的預(yù)測(cè)效果，與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)值相比更接近溫度實(shí)測(cè)值。
　　（4）依照通風(fēng)率模型