夏季屋頂全開窗型溫室的通風率與溫度預測研究.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)作物生長條件、使作物生長環(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)點是頂窗可全部打開，對于增加通風面積、最大化利用自然通風為夏季溫室進行降溫具有重要意義。通風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，建立溫室通風率計算模型與溫室內(nèi)空氣溫度

2、與溫室覆蓋層溫度動態(tài)模型，通過試驗對多元線性回歸、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度預測與溫度動態(tài)模型預測對比，依據(jù)試驗數(shù)據(jù)計算溫室通風率，并對相關(guān)影響因素進行討論分析，完成部分溫室監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，為溫室進一步調(diào)控提供理論依據(jù)，主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　（1）基于簡單質(zhì)能平衡方程對屋頂全開型溫室通風率進行理論分析，從溫室單位區(qū)域凈太陽能輻射、土壤傳導熱、與溫室外界的對流熱及溫室內(nèi)凈熱能輻射分別進行理論推導，得出夏季低風速狀態(tài)下屋頂全開型溫室的

3、自然通風通風率模型與溫室溫度動態(tài)模型。通過溫室內(nèi)外能量交換建立溫室溫度預測模型。對屋頂全開窗型溫室監(jiān)測系統(tǒng)的MCGS組態(tài)軟件部分進行了相應(yīng)設(shè)計，針對通風量下限與溫度上限設(shè)置了雙重報警。
　?。?）以上海金山中華村玻璃溫室為研究對象，采用溫濕度傳感器對溫室內(nèi)空氣溫、濕度、溫室土壤表層溫度、溫室覆蓋層溫度進行數(shù)據(jù)采集；采用環(huán)境記錄儀對室外空氣溫、濕度，室外風速以及室外輻射進行數(shù)據(jù)采集；在通風率試驗期間，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；在溫室溫度模擬預測試驗期間，遮陽展開。室外輻射最大值出現(xiàn)時間段為12:00-14:00，其值為940 W/m2，此時溫室內(nèi)溫度也處于最大值。試驗期間，溫室外風速變化無明顯規(guī)律，風速最大值為2m/s，平均風速1.1m/s。
　?。?）依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，以測量的環(huán)境因子數(shù)值作為輸入，使用溫室動態(tài)模型

5、預測溫室內(nèi)空氣溫度與溫室覆蓋層溫度；建立多元線性回歸方程，預測溫室內(nèi)空氣溫度與溫室覆蓋層溫度；依據(jù)測量環(huán)境因子數(shù)值作為輸入，構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過訓練、驗證與檢測，確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，預測溫室內(nèi)空氣溫度與溫室覆蓋層溫度。結(jié)果表明，三種預測模型對溫室空氣溫度與溫室覆蓋層溫度都有一定的預測效果，溫室動態(tài)模型對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測效果，與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測值相比更接近溫度實測值。
　?。?）依照通風率模型