基于計算流體力學(xué)和能量預(yù)測混合的溫室節(jié)能控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于計算流體力學(xué)和能量預(yù)測混合的溫室節(jié)能控制方法，包括以下步驟：1）建立溫室CFD模型；2）根據(jù)CFD模型模擬室內(nèi)溫度場云圖；3）判定各組風(fēng)機(jī)盤管工作的優(yōu)先級；4）進(jìn)行溫室能量的預(yù)測；5）建立能耗的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；6)進(jìn)行序列二次規(guī)劃優(yōu)化計算；7）根據(jù)計算結(jié)果，得到每個時間段的總輸入能量，根據(jù)計算的總輸入能量，使用PID算法實(shí)時調(diào)節(jié)給水的流量和風(fēng)機(jī)盤管的總開啟數(shù)。該方法可以較好的模擬溫室室內(nèi)的溫度場和溫室能耗，是模擬研究室內(nèi)熱環(huán)境和能耗的有效方法；方法不受溫室控制系統(tǒng)硬件條件的限制，節(jié)約了控制系統(tǒng)硬件成本；可實(shí)現(xiàn)溫室溫度場均勻分布，降低加熱、降溫能耗，降低運(yùn)行成本。
【專利說明】基于計算流體力學(xué)和能量預(yù)測混合的溫室節(jié)能控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高大空間建筑內(nèi)溫度的調(diào)控領(lǐng)域，具體地說是現(xiàn)代溫室節(jié)能調(diào)控方法，特別是涉及一種基于計算流體力學(xué)和能量預(yù)測混合的溫室節(jié)能控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的具體體現(xiàn)，是一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志，是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的必然要求。溫室生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)作為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，越來越引起人們的普遍關(guān)注?，F(xiàn)代大型溫室設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對于能源條件存在重要依賴，且能耗普遍較高。因此溫室的節(jié)能調(diào)控方法對于緩解能源矛盾具有重要的意義。
[0003]農(nóng)業(yè)溫室在冬季或夏季為維持室內(nèi)作物生長合適的溫度，需消耗大量能量。在溫室熱水供暖系統(tǒng)中，末端風(fēng)機(jī)盤管對整個供暖系統(tǒng)效率的影響很大，特別是現(xiàn)代大型溫室的供暖系統(tǒng)。若對每一個風(fēng)機(jī)末端都設(shè)置一個控制端點(diǎn)，不僅使成本和工作效率降低，而且也不利于空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行與節(jié)能，造成資源浪費(fèi)。因此合理的風(fēng)機(jī)盤管控制方法和整體供熱輸出調(diào)控對提高溫室供暖系統(tǒng)效率，節(jié)約能源消耗具有重要的意義。
[0004]目前現(xiàn)代高大溫室能量控制采用多區(qū)域獨(dú)立控制方法，即把高大空間分成多個區(qū)域，每個獨(dú)立控制器控制某個區(qū)域的風(fēng)機(jī)盤管，并采用區(qū)間溫度設(shè)置開關(guān)控制方法。多區(qū)域獨(dú)立控制方法容易造成高大空間溫室內(nèi)溫度場溫度分布不均勻，且具有整體供熱控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定，溫室內(nèi)溫度控制精度不高和響應(yīng)時間較慢等缺點(diǎn)。因此采用采用計算流體力學(xué)(computational fluid dynamics,簡稱CFD)和能量預(yù)測模型混合的方法實(shí)現(xiàn)溫室供暖系統(tǒng)熱量效率的最大化利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了實(shí)現(xiàn)溫室能量有效調(diào)控的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種計算流體力學(xué)方法與能量預(yù)測模型混合的節(jié)能控制方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是這樣的:
基于計算流體力學(xué)和能量預(yù)測混合的溫室節(jié)能控制方法，包括以下步驟:
1)根據(jù)下列式1-1II建立溫室CFD模型:
【權(quán)利要求】
1.基于計算流體力學(xué)和能量預(yù)測混合的溫室節(jié)能控制方法，包括以下步驟: 1)根據(jù)下列式1-1II建立溫室CFD模型:
2.按照權(quán)利要求1所述的基于計算流體力學(xué)和能量預(yù)測混合的溫室節(jié)能控制方法，其特征在于:利用控制執(zhí)行系統(tǒng)來完成控制方法，所述的控制執(zhí)行系統(tǒng)由信號采集器、嵌入式計算機(jī)、繼電器信號輸出器組成，信號采集器接收室內(nèi)外光照、溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行限幅濾波和歸一化的預(yù)處理操作后上傳至嵌入式計算機(jī)；嵌入式計算機(jī)接收信號采集器上傳的室內(nèi)外光照、溫濕度等信號，識別當(dāng)前的環(huán)境、光照狀態(tài)，并根據(jù)前述計算結(jié)果向繼電器信號輸出器發(fā)出相應(yīng)的控制指令；繼電器信號輸出器，接收嵌入式計算機(jī)發(fā)出的控制指令，產(chǎn)生對應(yīng)的強(qiáng)電信號，完成不同風(fēng)機(jī)盤管回路、高低風(fēng)檔的啟停和水源熱泵機(jī)組輸出水的流量供應(yīng)。
【文檔編號】F24F11/00GK103884075SQ201410006503
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】陳教料, 胥芳, 艾青林, 譚大鵬 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)