屋顶全开型玻璃温室夏季空气温度时间序列模型研究及评价

摘要

屋顶全开型玻璃温室夏季室内空气温度时间序列模型的建立及温室评价体系的量化分析,是实现屋顶全开型玻璃温室夏季智能控制的关键环节,有助于降低能源消耗,提高温室生产效率。我国针对屋顶全开型玻璃温室的研究甚少,目前未见对空气温度预测模型的研究报道,因此开展屋顶全开型玻璃温室时间序列模型研究及评价工作具有理论研究意义和实际应用价值。本文针对屋顶全开型玻璃温室夏季空气温度时间序列模型及评价问题,首先分析了屋顶全开型玻璃温室夏季空气温湿度分布特征;并针对室内空气温度建立了时间序列预测模型;在此基础上,以venlo型玻璃温室为参比对象,对屋顶全开型玻璃温室夏季自然通风降温节能效果进行了量化评价。主要研究结果如下。(1)建立了基于RS-485总线的分布式多传感器温度测控网络,实现了屋顶全开型玻璃温室内空气温湿度的多点自动测量,并针对室外典型天气条件,研究分析了水平方向、垂直方向屋顶全开型玻璃温室内空气温度、湿度的分布特征。(2)以室外空气温度、室外太阳辐射强度、室内自然通风速率、以及室内空气相对湿度作为温度影响因子,针对各因子的非平稳时间序列建立了空气温度时间序列模型,论文引入了协整方法避免伪回归现象,利用误差修正方法提高模型预测精度。同时,将时间序列模型预测数据与实测数据进行对比,对时间序列模型进行了验证,结果显示,模型具有较好的预测精度,为屋顶全开型玻璃温室夏季自动控制提供了前馈信息。(3)基于以上研究,对屋顶全开型玻璃温室的环境特性及自然通风降温节能效果进行了量化评价,并以venlo型玻璃温室为参比对象,分析了夏季屋顶全开型玻璃温室内空气温湿度分布的均匀度,结果显示,屋顶全开型玻璃温室玻璃温室具备更加均匀的空气温湿度分布。在测定两温室自然通风速率的基础上,研究了室外典型天气条件下屋顶全开型玻璃温室系统的自然通风降温节能效果,结果显示,屋顶全开型玻璃温室降温节能效果明显。本文对屋顶全开型玻璃温室夏季室内空气温湿度分布特征及自然通风降温节能效果进行了量化研究,同时针对其室内空气温度建立了时间序列模型,论文研究成果为屋顶全开型玻璃温室的温度智能控制提供了数据支持和理论基础,也为评价屋顶全开型玻璃温室的夏季降温效果奠定了基础。

目录

摘要

ABSTRACT

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缩略词与符号

第一章 绪论

1.1 屋顶全开型玻璃温室

1.1.1 屋顶全开型玻璃温室的研发背景

1.1.2 屋顶全开型玻璃温室的设计特点

1.1.3 我国屋顶全开型玻璃温室的应用和发展趋势

1.2 温室空气温湿度分布特征

1.2.1 我国温室空气温湿度分布特征研究现状

1.2.2 国外温室空气温湿度分布特征研究现状

1.3 温室空气温度模型

1.3.1 温室空气温度模型与温室环境控制

1.3.2 我国温室空气温度模型研究现状

1.3.3 国外温室空气温度模型研究现状

1.4 本研究的目的意义和主要内容

1.4.1 目的意义

1.4.2 主要内容

1.4.3 技术路线

第二章 实验设计

2.1 温室结构简述

2.2 数据采集系统

2.2.1 温室空气温湿度自动采集系统

2.2.2 室外气象站

2.3 数据采集与分析

2.3.1 屋顶全开型玻璃温室时间序列建模

2.3.2 屋顶全开型与venlo 型温室温湿度分布与均匀度比较

2.3.3 屋顶全开型与venlo 型温室自然通风速率与降温效果比较

2.4 本章小结

第三章 屋顶全开型玻璃温室夏季空气温度时间序列模型

3.1 数据处理

3.1.1 室内空气温度离异数据的消除

3.1.2 基于多传感器算术平均值与分批估计的数据融合处理

3.1.3 自然通风率的计算

3.2 结果与分析

3.2.1 变量平稳性检验

3.2.2 协整关系检验

3.2.3 误差纠正及模型建立

3.2.4 参数估计

3.2.5 模型验证

3.3 本章小结

第四章 屋顶全开型与venlo 型温室夏季温湿度分布与降温效果比较

4.1 夏季空气温湿度分布特征

4.1.1 夏季空气温度分布特征与比较

4.1.2 夏季空气湿度分布特征与比较

4.2 典型天气条件下温室空气温湿度分布特征

4.2.1 典型天气条件下温室空气温度分布特征与比较

4.2.2 典型天气条件下温室空气湿度分布特征与比较

4.3 屋顶全开型玻璃温室夏季空气温湿度均匀度

4.3.1 晴天温室空气温度均匀度比较

4.3.2 阴天温室空气温度均匀度比较

4.3.3 雨天温室空气温度均匀度比较

4.3.4 晴天温室空气湿度均匀度比较

4.3.5 阴天温室空气温度均匀度比较

4.3.6 雨天温室空气温度均匀度比较

4.4 屋顶全开型玻璃温室自然通风速率与降温效果

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

学位期间发表的学术论文

上海交通大学学位论文答辩决议书