基于太阳能的大棚温控系统设计与试验

随着温室大棚种植规模逐渐增大,传统温室大棚环境参数的检测方法作业效率低,检测精度低,缺乏环境参数自动控制功能,温室大棚内的温度、光照度等参数无法保持在农作物生长所需的范围内,导致农作物生产质量不高,产量较低.为此,将太阳能照明应用在温室大棚温控系统中,进行了基于太阳能的大棚温控系统总体方案的设计,并针对总体方案中的硬件...     

地源热泵温室系统的应用研究

地源热泵系统属于绿色环保的新能源技术.结合当前农业温室中所存在的实际问题,首先从地源热泵的运行原理出发,阐述了技术层次的可行性;其次根据不同作物的生长环境,总结温室利用地源热泵的不同供暖模式,同时利用热平衡公式推出我国特征地区的单位面积热负荷选取表;在完成各方面技术层次的探讨后,提出地源热泵温室系统的蓄能结构,并综合比较各能源结构的经济性和使用性,指出大力发展地源热泵温室系统的必要性.     

基于Web的日光温室地暖远程测控系统设计

在城镇化进程逐步加快的过程中,国家相继出台了多种菜篮子工程,目的就是扶持温室果蔬的种植。在web系统下,日光温室地暖远程控制测控系统的合理利用备受关注。重点分析web背景下日光温室地暖远程测控系统的设计,结合软件编程关键技术加以分析,实现实时监测和系统作业流程,更好地实现基本的远程控制工作。      

双层覆盖温室地下蓄热系统保温效果试验

针对温室加温能耗大的突出问题，设计了双层覆盖温室地下蓄热系统。测试了冬季夜间保温时温室内外温度、湿度，计算了达到同样环境温度时燃煤热水锅炉加温所需能耗及燃料成本。结果表明，在冬季白昼为晴天、多云、阴天时，双层覆盖温室地下蓄热系统蓄热后，夜间保温时温室内温度分别高于外界温度5．1～9．8℃、4．8～6．9℃、4．2～6.4℃，室内外平均温差分别为6．9℃、5．4℃、5．3℃，其能耗费用低于燃煤热水锅炉加温费用，系统具有良好的保温性能，节能效果明显。     

温室地下蓄热系统蓄热加温效果试验

为了减少温室加温能耗,基于植物生理设计了温室地下蓄热系统,测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、湿度和地坪温度和室外气温、土壤温度、相邻未蓄热温室气温和地温。结果表明：在冬季白昼为晴朗、多云时,系统蓄热可分别使地坪温度平均高于未蓄热温室地温4.8℃,4.4℃,具有良好的蓄热效果;阴天时蓄热时间应适当缩短,但由于长期蓄热,其地温仍高于相邻温室2.6℃。在白昼为晴朗、多云、阴天的情况下,夜间系统加温使温室内气温分别高于相邻未蓄热温室3.1℃,2.0℃,1.5℃,与外界分别保持3.95℃,3.21℃,2.35℃的平均温差,在加温期间具有良好的加温效果,至少可以满足温室加温能耗的35.7%。     

玻璃温室地源热泵供暖性能与碳排放分析

在北京地区一栋玻璃连栋温室(756 m2)中采用地下水式地源热泵(ground source heat pump,简称GSHP)技术进行了冬季供暖试验,并结合GSHP技术的供热特点构建了基于供热末端空气焓差法的供热量计算模型以及供热系统性能分析方法。根据供暖期北京地区能源价格水平,对比当前广泛使用的燃煤供暖系统和天然气供暖系统,系统地评价了GSHP技术的碳排放(温室气体排放水平)和供暖经济性。GSHP供暖成本低于同期燃气供暖,但高于燃煤供暖。同时,GSHPs的CO2气体排放量低于燃煤供暖,但高于燃气供暖。     

基于AI708P仪表温室温控系统设计与实现

随着计算机技术的高速发展,计算机在农业生产中的应用也越来越多,其中在温室大棚的温控方面也有较多的应用.为此,设计了基于AI708P仪表的温室温控系统,使用AI708P智能温度调节器,将位于温室中温度传感器传送过来的数据,通过串口通信的方式,提交给后台计算机,同时还能自动调节温室温度,从而实现温室温度的远程监测和控制.     

温室行走式喷灌系统应用效果试验与分析

介绍了温室PG99S型行走式喷灌系统的性能特点,并对该喷灌机的应用效果进行测试。结果表明：PGSS9型行走式喷灌机通用的行走速度为5m／min左右,夏季灌水每天1次,每次4个行程;当水压0．26MPa左右时,喷灌机单喷头喷水量为0．184L／min,总喷水量为6．624L／min;喷水量偏移度为9．9％;夏季喷灌可使温室温度下降1．5～5．7℃,相对湿度增加8．6％～11．7％,喷灌降温增湿效果较为明显。     

基于分叉结构的穹顶温室试验与仿真优化

基于最优穹顶温室缩尺模型承力面面积比例分配计算得上3层横梁及竖梁相应荷载,在ANSYS中进行逐级静力仿真,与雪载模拟应变试验对比,结果表明,微应变与加载质量呈线性相关,试验相关系数为0.9932~0.9999,仿真相关系数为0.9948~1,仿真与试验微应变相对误差为1.840%～8.386%,仿真方法可靠。对1层横梁和竖梁在网格尺寸为10、12、16、18、20mm时进行静力仿真,结果表明,模型半径在0.24m时,适宜的网格尺寸为16～18mm。在ANSYS中,采用同样方法计算仿真加载值,对半径6m的穹顶温室12组方案进行初选、线性屈曲、力学校验（刚度、强度、稳定性）等逐步分析,得到共4层、第1层梁数为8、混合分叉结构为最优方案;对半径12、18m的穹顶温室最优结构进行屈曲仿真,结果表明,在水平荷载作用下1阶初始模态缺陷明显,在竖直、水平荷载作用下,非线性屈曲荷载平均为线性屈曲荷载的0.37、0.57倍,说明有必要对大跨度穹顶温室进行非线性屈曲分析,以保证其结构足够稳定;力学校验皆合格,且半径为6、12、18m温室的稳定性校验值在组合2作用下分别为组合1作用下的1.89、2.26、2.33倍,强度在2种组合作用下差别不大;与1152m2 Venlo型连栋玻璃温室相比,3种尺寸温室单位体积用钢量可节约40.11%～59.34%。     

主动采光蓄热型日光温室性能初探

研究了一种新型主动采光蓄热型日光温室,该日光温室应用了倾转屋面技术和主动蓄热风机系统技术,实现了人为调节日光温室采光面角度和提高后墙蓄热效率,并对其温光性能进行了试验研究。试验测定了位于陕西省子长县现代农业示范园内的试验温室,并选取2013年冬季冬至日、典型多云天和典型晴天的试验数据,分析研究了主动采光蓄热型日光温室与普通日光温室室内光照度和温度的差别。在本试验条件下,与普通日光温室相比,冬至日主动采光蓄热型日光温室室内光照度平均提高了15.42%,平均温度提高了2.6℃;典型多云天时主动采光蓄热型日光温室室内光照度平均提高了11.73%,平均温度提高了2.1℃;典型晴天时主动采光蓄热型日光温室室内光照度平均提高了21.28%,平均温度提高了5.6℃。与普通日光温室相比,主动采光蓄热型日光温室冬季室内的平均光照度和平均温度均有明显提高。     

寒冷地区现代温室加温系统

在我国东北地区,冬季气候寒冷(尤其是夜间),要实现温室的越冬生产必须进行加温。传统的加温系统主要有热水加热、热风加热和电加热,随着加温系统和设备的不断发展,现代又出现了地源热泵技术、温室地下蓄热加温技术、太阳能辅助技术和空气源热泵技术等新型的加温设备及系统,为现代化温室在加热保温、冬季生产、能源节约和清洁能源方面提供了有力的保障。这些设备的应用不但提高了温室的保温效率,而且使得温室在反季节生产中发挥了较大的优势。     

基于光照的温室加热系统模糊PID控制

为了给冬季作物提供适宜的生长环境,综合考虑自然光和节能因素,提出了一种基于光照的温室加热系统模糊PID控制方法。首先,根据温室的光照强度和天气预报信息,建立温室内温度的设定模型;然后,结合常规PID控制算法简单、鲁棒性好及可靠性的优点,采用模糊控制思想对PID控制参数进行调整,使控制系统可以依据不同的偏差相应地调整;最后,使用Mat Lab中Simulink对控制算法进行了仿真试验。结果表明:该控制方法稳定性高、动态响应好、抗干扰能力强,为提高温室生产的经济效益提供了理论依据。     

热风加温下Venlo型温室温度场的CFD数值模拟

应用计算流体动力学(CFD,Computational Fuid Dynamics)中的标准湍流方程,对Venlo型PC板温室在燃油热风加温条件下进行了温度场的数值模拟。模拟时,对整个计算域采用ANSYS中的Fluid141单元进行网格划分,生成大约105个网格。数值模拟结果与试验测试点温度分布情况吻合较好,基本反映了燃油热风机出口风速为1.77m/s和风温为60℃时室内温度场的分布情况。     

华北型日光温室升温系统的节能设计专家系统

目前温室的采暖设计理论未考虑新节能技术和温室采用的智能控制系统对温度的影响，因而容易造成设备容量过大和燃料储备过多的现象。为此，使用基于神经网络和模型的模糊专家系统来设计适当的加温设备和经济的燃料储备，可以大量地节约温室运行成本。     

日光温室土壤-植物-环境系统水热耦合运移动态模拟

以温室能量平衡为基础 ,建立了日光温室土壤植物环境连续系统水热耦合运移模型 ,该模型将温室内的水热运移与转化过程概化为土壤根系水热迁移、冠层环境水热迁移和温室内外水热迁移 3个子过程进行研究。采用追赶法和有限差分法求解温室水、热变化过程 ,并与实测资料进行比较 ,结果表明具有较高的精度。将温室土壤植物环境水热系统作为一个整体进行研究的思路 ,对于优化温室水热环境控制 ,促进温室的节能、降耗与作物的优质高产有重要意义。     

温室温度多模糊控制器切换控制研究与实现

针对周年生产的温室控温系统在一年四季需要不断更换不同控温方案的问题,设计了一种基于多模糊控制器的切换控制方法.该方法通过对系统整体规划并制定一系列针对不同环境状态的不同控温方式的切换规则,结合对各个设备的模糊控制,实现对整个温室系统温度的实时精准控制.仿真实验结果表明,该方法非常适用于周年生产的温室控温系统,在运行过程中整个系统表现出良好的控制品质,实现了对温室系统经济、有效和节能的控温目的.     

基于毛细管网的日光温室主动式集放热系统研究

为了对比日光温室传统保温蓄热后墙与基于毛细管网的主动式集放热系统（AHSCTM）的集放热性能,对AHSCTM的集放热性能进行了测试,构建了AHSCTM水温模型,利用一维差分法对相同环境条件下的外保温复合墙（370mm黏土砖和100mm聚苯乙烯板复合而成）日间储热量和夜间放热量进行了模拟。结果表明,AHSCTM的日间储热量和夜间放热量分别为相同条件下外保温复合墙的84.4%~111.3%和74.8%~100.7%,AHSCTM的COP（Coefficient of performance）为1.1~2.4。在夜间运行期间,AHSCTM放热量是相同时间段内外保温复合墙的98.2%~172.5%。因此,与外保温复合墙相比,AHSCTM有利于提高室内最低气温。改进AHSCTM的日间储热量和夜间放热量得到大幅提升,分别较外保温复合墙高67.6%~112.1%和69.0%~128.3%,COP可达2.8~7.0。改进AHSCTM的储放热性能优于外保温复合墙,说明利用改进AHSCTM配合保温墙体替代传统保温蓄热后墙是可行的。     

冬季加温条件下Venlo型温室室内小气候变化规律分析

以长江中下游地区冬季采取加温措施的Venlo型玻璃温室为研究对象,利用高精度环境温湿度参数自动测量设备,对温室内不同高度气温、相对湿度以及不同深度土壤温度进行连续性监测。通过实测数据分析,对晴天、多云和阴雨多种天气下的室内气温、相对湿度及室内土壤温度在时间和空间分布上的变化规律进行了研究,旨在为连栋玻璃温室的冬季生产管理提供决策依据。     

日光温室燃池加热系统传热机理与数学模型

运用热力学与传热学的基本理论,对日光温室燃池加热系统的传热机理进行了系统分析,建立了燃池加热系统的数学模型,并进行数值分析与试验研究。结果表明,数值计算值与实测值基本吻合,变化规律一致,验证了模型的正确性,相关系数达到0.76～0.89。