基于風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的微型植物工廠溫度精準(zhǔn)控制.pdf

江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 高菊玲 劉永華 基于風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的微型植物工廠溫度精準(zhǔn)控制 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 基于風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的微型植物工廠溫度精準(zhǔn)控制 高菊玲 劉永華 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 江蘇句容 江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備工程中心 江蘇句容 收稿日期 基金項(xiàng)目 年度江蘇省高校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目 設(shè)施園藝 智能裝備 作者簡介 高菊玲 女 江蘇泰興人 碩士 副教授 研究方向 為智能農(nóng)業(yè)裝備 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等 通訊作者 劉永華 摘要 微型植物工廠環(huán)境的精準(zhǔn)調(diào)控是實(shí)現(xiàn)其智能化控制的前提 但是已有的環(huán)境調(diào)控方式存在各栽培層 溫度差異較大的問題 本研究提出在微型植物工廠內(nèi)部加入混風(fēng)通道并采用風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的方式 在計(jì)算流體動(dòng) 力學(xué) 模擬仿真中設(shè)定目標(biāo)溫度為 通過軟件計(jì)算得到各栽培層的進(jìn)風(fēng)量 分別為 通過風(fēng)速調(diào)節(jié)旋鈕對(duì)進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié) 通過各層風(fēng)扇的差速調(diào)節(jié) 來實(shí)現(xiàn)各栽培層的均勻調(diào)溫 結(jié)果表明 在目標(biāo)溫度為 的條件下 控溫設(shè)備持續(xù)工作 后 未使用混風(fēng) 通道和風(fēng)速差速調(diào)節(jié)控溫方式的傳統(tǒng)微型植物工廠內(nèi)第 第 栽培層的溫度為 而第 栽培層的溫度為 溫差達(dá)到了 使用混風(fēng)通道和風(fēng)速差速調(diào)節(jié)控溫方式下的微型植物工廠 各栽培層的溫度均為 左 右 由結(jié)果可知 在加入混風(fēng)通道并且進(jìn)行風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)后 各栽培層的環(huán)境溫差得到了有效改善 關(guān)鍵詞 微型植物工廠 模擬仿真 風(fēng)扇差速調(diào)節(jié) 混風(fēng)通道 精準(zhǔn)控制 中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 文章編號(hào) 氣候異常 水資源短缺及土地資源的日益減少是 加劇世界糧食危機(jī)的重要因素 與此同時(shí) 全球人口 始終保持急劇增長 聯(lián)合國的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示 年 全球人口將增加至 人 其中城鎮(zhèn)人口約占 為了解決全球糧食短缺問題 一種新的種植 方式 植物工廠 應(yīng)運(yùn)而生 植物工廠由隔熱且 幾乎密閉的類似倉庫結(jié)構(gòu)的栽培設(shè)施組成 包括人工 光源 空調(diào) 空氣循環(huán)風(fēng)扇 二氧化碳與營養(yǎng)液供應(yīng)裝 置及環(huán)境調(diào)控裝置等 與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的大型植物 工廠相比 微型植物工廠是為那些沒有戶外種植條件 的城鎮(zhèn)居民開發(fā)設(shè)計(jì)的 使他們能夠享受室內(nèi)種植的 樂趣 目前 微型植物工廠被廣泛應(yīng)用于教育機(jī)構(gòu) 餐廳 辦公場(chǎng)所及醫(yī)院等 由于微型植物工廠在結(jié)構(gòu) 尺寸上的限制 使得生菜 紫蘇等葉菜類作物成為其 主要栽培對(duì)象 近年來 微型植物工廠在中國 日本 韓國等許多國家逐漸流行起來 為城鎮(zhèn)居民生活提供 了一種新的休閑娛樂方式 在傳統(tǒng)的商用型植物工廠中 為了消除光源及 其他設(shè)備產(chǎn)生的熱量 一般用空調(diào)進(jìn)行環(huán)境溫度的 控制 同時(shí)降低由植物蒸騰作用造成的環(huán)境濕度 此外 空調(diào)還能夠加速植物工廠內(nèi)部的空氣循環(huán) 達(dá) 到提高作物光合作用能力及蒸騰速率的目的 并且 實(shí)現(xiàn)植物工廠內(nèi)部環(huán)境溫度的均勻分布 微型 植物工廠由于其內(nèi)部小環(huán)境的氣候特點(diǎn) 在使用小 型空調(diào)設(shè)備進(jìn)行環(huán)境調(diào)控的過程中 由于冷空氣下 沉 容易引起下層溫度與上層溫度差異過大 導(dǎo)致能 源損耗 更為嚴(yán)重的是 當(dāng)上層栽培架達(dá)到設(shè)定溫 度時(shí) 底層溫度低于作物的最佳生長溫度 導(dǎo)致作物 產(chǎn)量減少甚至發(fā)生凍害 因此 有必要對(duì)微型植物 工廠內(nèi)各栽培架之間的溫度進(jìn)行統(tǒng)一精準(zhǔn)調(diào)控 從 而降低微型植物工廠的能耗并增加產(chǎn)量 促進(jìn)其規(guī) 模化生產(chǎn)應(yīng)用 微型植物工廠環(huán)境參數(shù)的優(yōu)化分析是實(shí)現(xiàn)其環(huán) 境精準(zhǔn)調(diào)控的前提條件 有研究者采用計(jì)算流體動(dòng) 力學(xué) 對(duì)微型植 物工廠的濕熱環(huán)境數(shù)值進(jìn)行分析 結(jié)果表明 微型植 物工廠中部及以下位置的環(huán)境溫度較低 導(dǎo)致同一 作物不同部位所處的環(huán)境溫度差異較大 此外溫度 變化梯度受通風(fēng)過程中氣流流動(dòng)的影響較大 但該研究只是通過模擬仿真進(jìn)行了基本分析 沒有 提出切實(shí)有效的解決措施 江蘇大學(xué)的左志宇 等 通過微型植物工廠內(nèi)的環(huán)境控制參數(shù)優(yōu)化試 驗(yàn) 分別研究植物工廠內(nèi)溫度 濕度和循環(huán)風(fēng)速 種 因素對(duì)作物凈光合速率和蒸騰速率的影響 并在不 同風(fēng)速條件下對(duì)植物工廠內(nèi)氣流場(chǎng) 溫度場(chǎng)進(jìn)行了 仿真分析 結(jié)果表明 植物工廠上層采用低速 循環(huán)模式 下層采用高速循環(huán)模式 有利于植物工廠 內(nèi)部溫度均勻 并且有利于作物生長 但是由于冷 空氣下沉 在設(shè)備運(yùn)行初期使得絕大多數(shù)冷空氣被 底層風(fēng)扇抽入底部的栽培層 導(dǎo)致各層之間溫度的 變化較大 因此 本研究提出在風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)口與空調(diào) 之間加入混風(fēng)通道 待通道內(nèi)充滿冷空氣后再打開 風(fēng)扇 從而保證上層風(fēng)扇能夠抽入足量冷空氣 此 外 本研究對(duì)微型植物工廠內(nèi)的循環(huán)風(fēng)扇進(jìn)行差速 調(diào)節(jié) 使得微型植物工廠內(nèi)各層環(huán)境溫度能夠得到 同步調(diào)控 減少各栽培層之間的溫度差異 保持作物 品質(zhì)的穩(wěn)定性 同時(shí)能夠?yàn)榻窈笪⑿椭参锕S環(huán)境 精準(zhǔn)控制策略的制定提供理論基礎(chǔ) 系統(tǒng)搭建及試驗(yàn)設(shè)計(jì) 外形結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分 如圖 所示 本研究設(shè)計(jì)的微型植物工廠的 長 寬 高為 使用鋁型 材料搭建而成 共 層 從下往上分別為第 層 第 層 第 層和第 層 其中第 層為植物栽培區(qū) 域 第 層為控制區(qū)域 栽培區(qū)域與空調(diào)連接處設(shè) 有混風(fēng)通道 長 寬 高為 首先將空調(diào)出風(fēng)口的冷空氣引入混風(fēng)通道 待 通道內(nèi)的空氣溫度達(dá)到設(shè)定值后 打開風(fēng)扇 對(duì)環(huán)境 溫度進(jìn)行控制 循環(huán)風(fēng)扇安裝在每層植物栽培室的 右側(cè) 風(fēng)扇外徑尺寸為 通過風(fēng)速 調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)扇的電阻 從而對(duì)循環(huán)風(fēng)扇的 出風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié) 栽培區(qū)域采用紅藍(lán)發(fā)光二極管 燈 作為光源提供光能 紅 藍(lán)光源比為 紅色 燈的峰值波長為 波長范圍為 藍(lán)色 燈的峰值波長為 波長范圍為 采用 建立微型植物工廠的 數(shù)值模型 邊 界條件及其初始化參數(shù)設(shè)置見表 將計(jì)算域劃分 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 年第 卷第 期 為流體域和固體域 個(gè)部分 流體域?yàn)槲⑿椭参锕?廠內(nèi)的空氣 固體域?yàn)槲⑿椭参锕S夾層內(nèi)的隔熱 材料 隔熱保溫棉 導(dǎo)熱系數(shù)為 總網(wǎng)格數(shù)為 個(gè) 流體網(wǎng)格數(shù)為 個(gè) 固體網(wǎng)格數(shù)為 個(gè) 主視圖 左視剖面圖 俯視圖 三維示意圖 圖 微型植物工廠的結(jié)構(gòu)尺寸 表 邊界條件及其初始化參數(shù)設(shè)置 邊界定義邊界條件初始化參數(shù) 冷風(fēng)機(jī)出風(fēng)口 靜壓力 溫度 出風(fēng)口速度 冷風(fēng)機(jī)回風(fēng)口 植物工廠壁面 材料 隔熱保溫棉 鋁型材料 靜壓力 溫度 熱傳導(dǎo)系數(shù) 速度入口邊界條件 自由流出邊界條 件 固壁邊界條件 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本研究在江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備工程中心開展 所有試驗(yàn)均在方法 設(shè)計(jì) 制作的微型植物工廠 內(nèi)進(jìn)行 由于微型植物工廠的使用主要面向家庭或 者辦公場(chǎng)所 同時(shí)在室溫為 時(shí)人體感受最適 宜 也相對(duì)節(jié)約能源 因此本研究在 的環(huán)境 溫度條件下進(jìn)行 人工光源發(fā)熱對(duì)溫度場(chǎng)的影響 為了研究 微型植物工廠內(nèi)人工光源對(duì)栽培空間溫度變化的影 響 本研究在 的環(huán)境溫度下關(guān)閉微型植物工廠 內(nèi)的制冷設(shè)備 同時(shí)打開各層植物補(bǔ)光燈 通過溫度 傳感器測(cè)量微型植物工廠內(nèi)溫度的變化趨勢(shì) 每隔 記錄 次微型植物工廠的環(huán)境溫度 每個(gè)栽 培層均安裝 個(gè)溫度傳感器 每次記錄的環(huán)境溫度 取 個(gè)傳感器記錄的平均溫度 具體的溫度傳感器 布置如圖 所示 此外 由于同一栽培層內(nèi)溫度的 變化趨勢(shì)與距 光源的距離有很大關(guān)系 而溫度 傳感器測(cè)量的平均溫度無法反映同一栽培層內(nèi)溫度 的變化情況 因此通過微型植物工廠內(nèi)各栽培層溫 度變化的 進(jìn)行模擬仿真 分析各栽培層溫度場(chǎng) 的變化情況 各栽培層被分為 層 與 光源的 距離分別為 傳統(tǒng)微型植物工廠的溫度場(chǎng)分析 為了探 明傳統(tǒng)的 不預(yù)先混風(fēng)的微型植物工廠環(huán)境控制方 式的缺陷 本研究在 的環(huán)境溫度 此時(shí)植物工 廠內(nèi)的溫度與室內(nèi)環(huán)境溫度一致 下同時(shí)打開各層 植物補(bǔ)光燈 空調(diào)制冷設(shè)備及各層之間的循環(huán)風(fēng)扇 目標(biāo)溫度為 同時(shí)每隔 記錄 次溫度 高菊玲等 基于風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的微型植物工廠溫度精準(zhǔn)控制 圖 溫度傳感器的布置 為了分析微型植物工廠內(nèi)各栽培層溫度隨時(shí)間的變 化趨勢(shì) 采用 軟件建立微型植物工廠 的三維模型 并建立關(guān)于環(huán)境溫度的 數(shù)值模 型 結(jié)合各截面的溫度場(chǎng)分布與實(shí)測(cè)環(huán)境溫度進(jìn)行 理論分析 探究微型植物工廠內(nèi)各栽培層溫度的變 化規(guī)律 模擬分析在控溫設(shè)備運(yùn)行條件下 微型植物 工廠內(nèi)各栽培層之間的溫度變化情況 在每個(gè)栽培 層內(nèi)設(shè)置 個(gè)溫度場(chǎng)截面 個(gè)截面與 光源的 距離分別為 風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)微型植物工廠溫度場(chǎng)分析 傳統(tǒng)微型植物工廠由于空調(diào)出風(fēng)孔安裝在微型植物 工廠底部 且冷空氣有下沉的特性 導(dǎo)致大部分冷空 氣被循環(huán)風(fēng)扇輸送至底部栽培層內(nèi) 使得各栽培層 溫差過大 為了解決微型植物工廠內(nèi)部各栽培層溫 度差異過大的問題 實(shí)現(xiàn)栽培層溫度的精準(zhǔn)調(diào)控 本 研究在傳統(tǒng)微型植物工廠的基礎(chǔ)上加入混風(fēng)通道 首先在通道內(nèi)部完成充分降溫 隨后打開循環(huán)風(fēng)扇 對(duì)栽培空間進(jìn)行調(diào)溫 目標(biāo)溫度為 每隔 記錄 次溫度 為了得到各層風(fēng)扇的具體轉(zhuǎn)速 首 先在 數(shù)值模型中設(shè)置最終內(nèi)部環(huán)境溫度 作為約束條件 將各層溫度變化趨勢(shì)一致作為 控制目標(biāo) 通過仿真計(jì)算得到各栽培層的進(jìn)風(fēng)量 隨后通過風(fēng)速調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)各個(gè)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速 使得 各栽培層的進(jìn)風(fēng)量與模擬值一致 結(jié)果與分析 人工光源對(duì)微型植物工廠不同栽培層溫度的 影響 從圖 可以看出 在植物補(bǔ)光燈打開且沒有任 何降溫設(shè)備的條件下 各栽培層溫度隨時(shí)間的增加 而上升 且各層溫度的變化趨勢(shì)基本一致 各層的 起始溫度與環(huán)境溫度接近 環(huán)境溫度在前 幾 乎不變 隨后逐漸升高 在第 第 第 第 栽培層的溫度分別為 隨 后變化趨勢(shì)逐漸放緩 在第 各層溫度有較大 差異 且第 栽培層溫度最高 其次分別為第 第 栽培層 圖 人工光源對(duì)不同栽培層溫度的影響 圖 為 光源完全打開時(shí)通過 模擬仿 真得到的各栽培層截面溫度場(chǎng)的分布云圖 其中圖 是 光源打開 后的溫度場(chǎng)分布圖 由于 光源發(fā)熱 此時(shí)熱能主要集中在各栽培層頂部 的光源附近 栽培層頂部的溫度約為 圖 是 光源打開 后的溫度場(chǎng)分布圖 光源產(chǎn)生的熱量與下層栽培空間產(chǎn)生熱交換 栽培 槽中部的溫度升高至 左右 栽培槽底部的溫度 仍在 左右 圖 是 光源打開 后 的溫度場(chǎng)分布圖 此時(shí)微型植物工廠整體的溫度升 高且同一栽培層上部的溫度高于下部 上部 中部的 溫度約為 下部的溫度約為 傳統(tǒng)控溫方式下微型植物工廠不同栽培層溫 度的變化 從圖 可以看出 在循環(huán)風(fēng)扇風(fēng)速一致的傳統(tǒng)微型 植物工廠內(nèi) 各栽培層之間的溫度調(diào)控能力差異較 大 從各栽培層的溫度變化曲線可以看出 在同時(shí) 打開植物補(bǔ)光燈 降溫設(shè)備及循環(huán)風(fēng)扇的條件下 第 第 栽培層的溫度在運(yùn)行前 左右保持不 變 第 栽培層的溫度則緩慢升高 隨后各栽培層 的溫度逐漸下降 在運(yùn)行 后 第 第 栽培 層的溫度已經(jīng)低于設(shè)定值 且這 個(gè)栽培層 的溫度變化趨勢(shì)幾乎一致 第 栽培層溫度的下降 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 年第 卷第 期 光源打開 后的溫度場(chǎng)分布云圖 光源打開 后的溫度場(chǎng)分布云圖 光源打開 后的溫度場(chǎng)分布云圖 圖 光源完全打開時(shí)各栽培層截面溫度場(chǎng)分布云圖 速度明顯低于第 第 栽培層 此外 在第 第 栽培層溫度已經(jīng)達(dá)到設(shè)定溫度 的情況下 第 栽培層的溫度仍然高于設(shè)定值 約為 導(dǎo)致 降溫設(shè)備仍處于工作狀態(tài) 圖 傳統(tǒng)控溫方式下各栽培層的溫度變化 在傳統(tǒng)控溫方式下 通過 模擬仿真得到各 栽培層截面溫度場(chǎng)的分布云圖 圖 結(jié)果表明 制 冷設(shè)備在工作 后 第 第 栽培層的溫度明顯 低于第 栽培層 圖 且距循環(huán)風(fēng)扇較近區(qū)域的 溫度低于其他區(qū)域 制冷設(shè)備在工作 后 第 第 栽培層的溫度顯著下降 第 栽培層的溫度逐 漸下降 但仍高于第 第 栽培層 圖 在制冷 設(shè)備工作 后 第 第 栽培層的溫度為 左右 略低于設(shè)定溫度 而第 栽培層的溫度 為 左右 高于設(shè)定溫度 圖 基于風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的微型植物工廠不同栽培 層溫度的變化 圖 為在降溫設(shè)備打開 循環(huán)風(fēng)扇關(guān)閉條件下 通過 模擬仿真得到的混風(fēng)通道溫度場(chǎng)分布云 圖 圖 圖 圖 分別為混風(fēng)時(shí)間為 時(shí)的溫度場(chǎng)分布云圖 結(jié)果表明 在混風(fēng) 時(shí)間為 時(shí) 混風(fēng)通道內(nèi)的溫度達(dá)到均勻狀態(tài) 圖 為設(shè)置最終內(nèi)部環(huán)境溫度 的條件下 進(jìn) 行差速調(diào)節(jié)后通過 模擬仿真得到的各栽培層 截面的溫度場(chǎng)分布云圖 圖 圖 圖 分別為 差速調(diào)節(jié) 后各栽培層截面的 溫度場(chǎng)分布云圖 通過模擬仿真 計(jì)算得到第 栽培層的進(jìn)風(fēng)量分別為 為了驗(yàn)證仿真的準(zhǔn)確性 在樣機(jī)上進(jìn) 行試驗(yàn) 混風(fēng)時(shí)間為 混風(fēng)結(jié)束后 采用仿真 計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)各循環(huán)風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)量 作出溫度的變 化曲線 圖 為采用差速調(diào)節(jié)后各栽培層溫度的變化曲 線 前 為混風(fēng)時(shí)間 此時(shí)植物補(bǔ)光燈和空調(diào) 打開 循環(huán)風(fēng)扇關(guān)閉 用混風(fēng)通道進(jìn)行充分降溫 各 栽培層溫度上升 隨著混風(fēng)結(jié)束 循環(huán)風(fēng)扇打開 各 栽培層的溫度迅速下降 后下降趨勢(shì)逐漸放 緩 最后 個(gè)栽培層的溫度均為 左右 同步 接近設(shè)定值 討論 在沒有降溫設(shè)備的情況下 打開補(bǔ)光燈 后 微型植物工廠的環(huán)境溫度就達(dá)到 導(dǎo)致生菜等 葉菜類作物無法生長 雖然 光源具有發(fā)光 效率高 發(fā)熱量低等特點(diǎn) 但在微型植物工廠 的小氣候特點(diǎn)背景下 光源的發(fā)熱仍然是引起 栽培空間內(nèi)溫度升高的主要原因 因此 如何進(jìn)一 高菊玲等 基于風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的微型植物工廠溫度精準(zhǔn)控制 制冷設(shè)備運(yùn)行 后的溫度場(chǎng)分布云圖 制冷設(shè)備運(yùn)行 后的溫度場(chǎng)分布云圖 制冷設(shè)備運(yùn)行 后的溫度場(chǎng)分布云圖 圖 傳統(tǒng)控溫方式下各栽培層截面溫度場(chǎng)分布云圖 混風(fēng) 后的溫度場(chǎng)分布云圖 混風(fēng) 后的溫度場(chǎng)分布云圖 混風(fēng) 后的溫度場(chǎng)分布云圖 圖 混風(fēng)通道的溫度場(chǎng)分布云圖 差速調(diào)節(jié) 后的溫度場(chǎng)分布云圖 差速調(diào)節(jié) 后的溫度場(chǎng)分布云圖 差速調(diào)節(jié) 后的溫度場(chǎng)分布云圖 圖 采用差速調(diào)節(jié)的各栽培層截面溫度場(chǎng)分布云圖 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 年第 卷第 期 圖 采用差速調(diào)節(jié)后各栽培層溫度的變化 步降低 光源的發(fā)熱量 對(duì)于降低植物工廠降溫 設(shè)備的能耗至關(guān)重要 研究結(jié)果說明 微型植物工 廠配置降溫設(shè)備是實(shí)現(xiàn)作物正常生長及實(shí)現(xiàn)環(huán)境精 準(zhǔn)控制的必要條件 目前已有的微型植物工廠已經(jīng)基本能夠滿足作 物的正常生長 實(shí)現(xiàn)內(nèi)部環(huán)境的控制 但存在 栽培空間內(nèi)上下層溫度差異明顯 底層 栽培層 溫 度偏低 上層溫度過高等問題 而且這種問題會(huì)隨著 微型植物工廠栽培空間的增加變得更加嚴(yán)重 不僅 降低了環(huán)境控制的精準(zhǔn)性 還會(huì)造成電能的浪費(fèi) 通過 仿真 設(shè)定微型植物工廠最終的內(nèi)部 環(huán)境溫度 比較采用傳統(tǒng)控溫方式 混風(fēng)通 道進(jìn)行風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的溫度場(chǎng)分布云圖 結(jié)果顯 示 在傳統(tǒng)控溫方式下 制冷設(shè)備工作 后 第 第 栽培層溫度為 左右 略低于設(shè)定 溫度 而第 栽培層溫度為 左右 高于 設(shè)定值 采用混風(fēng)通道進(jìn)行風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)時(shí) 設(shè)備運(yùn)行 后混風(fēng)通道內(nèi)的溫度達(dá)到均勻狀 態(tài) 此時(shí) 栽培層的進(jìn)風(fēng)量分別為 基于 仿真得出的 進(jìn)風(fēng)量 在設(shè)計(jì) 制作的微型植物工廠內(nèi)進(jìn)行測(cè)試 混風(fēng)結(jié)束后 打開循環(huán)風(fēng)扇 各栽培層內(nèi)的溫 度迅速下降 后下降趨勢(shì)逐漸放緩 最后 個(gè) 栽培層的溫度同步下降至 接近設(shè)定值 結(jié)論 本研究在原有的微型植物工廠基礎(chǔ)上加入了混 風(fēng)通道 解決了因上層循環(huán)風(fēng)扇無法抽取到足夠多 的冷空氣而導(dǎo)致無法對(duì)上層栽培空間進(jìn)行有效溫度 控制的問題 本研究對(duì)傳統(tǒng)降溫方式進(jìn)行了改進(jìn) 提出了各層循環(huán)風(fēng)扇的差速調(diào)節(jié) 在 數(shù)值模型 中設(shè)置最終內(nèi)部環(huán)境溫度 作為約束條件 并 將各層溫度的變化趨勢(shì)一致設(shè)為控制條件 通過仿 真計(jì)算 得到各栽培層的進(jìn)風(fēng)量分別為 通過風(fēng)速調(diào)節(jié)旋 鈕 調(diào)節(jié)各個(gè)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速 使得各栽培層的進(jìn)風(fēng)量與 模擬值一致 使用混風(fēng)通道和風(fēng)速差速調(diào)節(jié)控溫方 式的微型植物工廠各栽培層溫度均為 左右 與傳統(tǒng)控溫方式相比 各層溫差有效降低 極大地增 強(qiáng)了各栽培層環(huán)境溫度的精準(zhǔn)性 但是由于各微型 植物工廠的尺寸 栽培層數(shù)及制冷設(shè)備出風(fēng)量差異 較大 不能完全照搬本研究結(jié)果 因此接下來應(yīng)進(jìn)一 步建立通用模型 提高此微型植物工廠混風(fēng)通道和 風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)控溫方式推廣的便利性 參考文獻(xiàn) 賈鶴鳴 張 森 宋文龍 等 基于 的微型植物工廠濕熱 環(huán)境數(shù)值分析 林業(yè)工程學(xué)報(bào) 左志宇 徐 超 毛罕平 等 微型植物工廠環(huán)境控制參數(shù)優(yōu)化 試驗(yàn)研究 農(nóng)機(jī)化研究 茅 艷 人體熱舒適氣候適應(yīng)性研究 西安 西安建筑科技 大學(xué) 宋云鵬 劉凱歌 龔繁榮 不同生菜品種苗期耐熱性的綜合評(píng)價(jià) 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 楊其長 徐志剛 陳弘達(dá) 等 光源在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的應(yīng)用原理 與技術(shù)進(jìn)展 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 高菊玲等 基于風(fēng)扇差速調(diào)節(jié)的微型植物工廠溫度精準(zhǔn)控制 趙敏 陳志平 張巨勇 大功率 燈的熱分析與熱設(shè)計(jì) 機(jī)電工程 鞠紅艷 李 季 孫藝哲 等 微型植物工廠 多光譜補(bǔ)光系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 閆夢(mèng)笛 富詩語 徐明陽 等 家庭微型植物工廠景觀營造初探 居舍 責(zé)任編輯 徐 艷 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 年第 卷第 期