[發(fā)明專利]太陽能熱泵控溫的溫室大棚模型的建立方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810803323.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN110737204B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巨云濤;袁姝;劉珂;馬雅蓉;陳璨;吳林林;劉輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué);華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種太陽能熱泵控溫的溫室大棚模型的建立方法，其特征在于，包括：

以溫室外環(huán)境因子為可測(cè)輸入并以溫室內(nèi)溫度為輸出，分析溫室溫度系統(tǒng)的機(jī)理模型，以建立溫室大棚溫度系統(tǒng)模型描述溫室內(nèi)溫度系統(tǒng)；

根據(jù)平衡均相理論建立太陽能集熱器的兩相流模型，其中，根據(jù)制冷劑在集熱器內(nèi)流動(dòng)所遵循的動(dòng)量守恒定律，可得：v_m＝v_f+xv_fg,v_fg＝v_g-v_f，并且，由能量守恒定律，可得：h_fg＝h_g-h_f,U_L＝f(h_c,h_r)，其中，P為集熱器中制冷劑的壓力，C_f為摩擦阻力系數(shù)，G為單位集熱面積上制冷劑的質(zhì)流量，D_i為集熱管的內(nèi)徑，v_m為制冷劑均相比容，v_g為制冷劑飽和氣比容，v_f為制冷劑飽和液比容，x為制冷劑干度，為集熱器中的制冷劑流量，W為集熱器板寬，F(xiàn)′為太陽集熱器的效率因子；h_g為制冷劑的飽和氣焓，h_f為制冷劑的飽和液焓，I為太陽能輻射度，τα為透射吸收率，U_L為熱損系數(shù)，h_c為集熱器與周圍環(huán)境空氣間的對(duì)流換熱系數(shù)，h_r為集熱器與周圍環(huán)境間的當(dāng)量輻射換熱系數(shù)，T_f為集熱器中制冷劑的平均溫度，T_a環(huán)境溫度；在所述太陽能輻射度視為與時(shí)間有關(guān)的隨機(jī)變量時(shí)，列寫在能量守恒定律方程中加入隨機(jī)量的方程：其中，W(t)是一個(gè)維納過程；

根據(jù)冰箱壓縮機(jī)的運(yùn)行機(jī)理建立計(jì)算其耗功率的太陽能熱泵壓縮機(jī)模型；以及

建立冷凝器模型，并根據(jù)能量守恒定律建立方程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵控溫的溫室大棚模型的建立方法，其特征在于，還包括：

根據(jù)溫室系統(tǒng)中的能量變化情況確定溫室內(nèi)部的溫度變化，所述能量變化包括顯熱交換和潛熱交換，其中，所述顯熱交換包括入射到溫室內(nèi)的太陽輻射能、天窗自然通風(fēng)換熱、溫室覆蓋和維護(hù)材料縫隙泄漏換熱，且所述潛熱交換包括溫室中的作物蒸騰作用。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能熱泵控溫的溫室大棚模型的建立方法，其特征在于，還包括：

對(duì)溫室內(nèi)部建立能量平衡方程，其中，所述平衡方程為：

q_a＝q_rad+q_ven+q_conv-q_tran，

其中，q_a為溫室內(nèi)空氣能量的變化，q_rad為射太陽輻射能，q_ven為天窗自然通風(fēng)引起的空氣對(duì)流熱交換，q_conv為韞室內(nèi)外空氣通過溫室覆蓋、圍護(hù)材料進(jìn)行的熱交換，q_tran為作物蒸騰作用消耗的潛熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵控溫的溫室大棚模型的建立方法，其特征在于，其中，如果二階矩過程{W(t),t≥0}滿足具有獨(dú)立增量，對(duì)任意的t＞s≥0，增量W(t)-W(s)～N(0,σ²(t-s))，且σ＞0，W(0)＝0，則確定為所述維納過程。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵控溫的溫室大棚模型的建立方法，其特征在于，所述太陽能熱泵壓縮機(jī)模型采用冰箱壓縮機(jī)，所述冰箱壓縮機(jī)的耗功率為：

其中，P_comp為壓縮機(jī)實(shí)際耗功率，為壓縮機(jī)中的制冷劑流量，P₁、P₂為分別為壓縮機(jī)吸和排氣壓力，v₁為壓縮機(jī)吸氣比容，k為絕熱指數(shù)，η_comp為壓縮機(jī)的總效率。