南方连栋塑料温室夏季机械通风优化设计-农业机械学报.pdf

２０１７年 １月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 第 １期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．０１．０３３ 南方连栋塑料温室夏季机械通风优化设计 １ １ １ １ ２ 黄震宇 　高浩天 　朱森林 　赵春宇 　蔡春花 （１．上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 ２００２４０；２．上海浦东现代农业温室工程技术有限公司，上海 ２０１２１０） 摘要：我国南方地区夏季长期高温，严重影响了温室作物生长。为了提高降温效果且减少通风能耗，需要优化温室 机械通风系统的设计参数和控制方法。以南方地区典型的连栋塑料温室为研究对象，针对温室机械通风，建立了 三维全尺度瞬态及稳态计算流体力学仿真模型。通过在温室内、外均匀布置温、湿度和光照传感器，测量机械通风 引起的温室内气温变化和分布，用实验验证了仿真模型瞬态和稳态计算的准确性和有效性。通过仿真模型模拟了 室外高温条件下的风机数量、温室长度、入口温度及环境温度变化等参数对机械通风降温效果的影响程度，并模拟 了不同数量风机启闭控制的降温效果。本文提供的控制策略最高可减少约６０％的能源消耗，而植物冠层平均温度 仅升高０２１℃。 关键词：连栋塑料温室；机械通风；优化设计；计算流体力学 ＋ 中图分类号：Ｓ６２５５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１７）０１０２５２０８ ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｆｏｒＭｕｌｔｉｓｐａｎＰｌａｓｔｉｃ ＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅｓｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｄｕｒｉｎｇＳｕｍｍｅｒ １ １ １ １ ２ ＨＵＡＮＧＺｈｅｎｙｕ　ＧＡＯＨａｏｔｉａｎ　ＺＨＵＳｅｎｌｉｎ　ＺＨＡＯＣｈｕｎｙｕ　ＣＡＩＣｈｕｎｈｕａ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ ２．ＳｈａｎｇｈａｉＰｕｄｏｎｇＭｏｄｅｒｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２１０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＤｕｅｔｏｔｈｅｌｏｎｇｔｅｒｍｓｕｍｍｅｒｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ，ｔｈｅｃｒｏｐｓｉｎｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｓｓｕｆｆｅｒｆｒｏｍｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｒｉｏｕｓｌｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｏｆｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｓ．Ａｆｕｌｌｓｃａｌｅ３ＤｔｒａｎｓｉｅｎｔａｎｄｓｔｅａｄｙＣＦＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒａ ｔｙｐｉｃａｌｍｕｌｔｉｓｐａｎｐｌａｓｔｉｃｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ．Ｂｙｕｓｉｎｇｅｖｅｎｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｈｕｍｉｄｉｔｙａｎｄｌｉｇｈｔｓｅｎｓｏｒｓｉｎｓｉｄｅａｎｄｏｕｔｓｉｄｅｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ，ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｒｉｖｅｎｂｙｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＣＦＤｍｏ