[发明专利]太阳能热泵控温的温室大棚模型的建立方法

权利要求书

1.一种太阳能热泵控温的温室大棚模型的建立方法，其特征在于，包括：

以温室外环境因子为可测输入并以温室内温度为输出，分析温室温度系统的机理模型，以建立温室大棚温度系统模型描述温室内温度系统；

根据平衡均相理论建立太阳能集热器的两相流模型，其中，根据制冷剂在集热器内流动所遵循的动量守恒定律，可得：v_m＝v_f+xv_fg,v_fg＝v_g-v_f，并且，由能量守恒定律，可得：h_fg＝h_g-h_f,U_L＝f(h_c,h_r)，其中，P为集热器中制冷剂的压力，C_f为摩擦阻力系数，G为单位集热面积上制冷剂的质流量，D_i为集热管的内径，v_m为制冷剂均相比容，v_g为制冷剂饱和气比容，v_f为制冷剂饱和液比容，x为制冷剂干度，为集热器中的制冷剂流量，W为集热器板宽，F′为太阳集热器的效率因子；h_g为制冷剂的饱和气焓，h_f为制冷剂的饱和液焓，I为太阳能辐射度，τα为透射吸收率，U_L为热损系数，h_c为集热器与周围环境空气间的对流换热系数，h_r为集热器与周围环境间的当量辐射换热系数，T_f为集热器中制冷剂的平均温度，T_a环境温度；在所述太阳能辐射度视为与时间有关的随机变量时，列写在能量守恒定律方程中加入随机量的方程：其中，W(t)是一个维纳过程；

根据冰箱压缩机的运行机理建立计算其耗功率的太阳能热泵压缩机模型；以及

建立冷凝器模型，并根据能量守恒定律建立方程。

2.根据权利要求1所述的太阳能热泵控温的温室大棚模型的建立方法，其特征在于，还包括：

根据温室系统中的能量变化情况确定温室内部的温度变化，所述能量变化包括显热交换和潜热交换，其中，所述显热交换包括入射到温室内的太阳辐射能、天窗自然通风换热、温室覆盖和维护材料缝隙泄漏换热，且所述潜热交换包括温室中的作物蒸腾作用。

3.根据权利要求2所述的太阳能热泵控温的温室大棚模型的建立方法，其特征在于，还包括：

对温室内部建立能量平衡方程，其中，所述平衡方程为：

q_a＝q_rad+q_ven+q_conv-q_tran，

其中，q_a为温室内空气能量的变化，q_rad为射太阳辐射能，q_ven为天窗自然通风引起的空气对流热交换，q_conv为韫室内外空气通过温室覆盖、围护材料进行的热交换，q_tran为作物蒸腾作用消耗的潜热。

4.根据权利要求1所述的太阳能热泵控温的温室大棚模型的建立方法，其特征在于，其中，如果二阶矩过程{W(t),t≥0}满足具有独立增量，对任意的t＞s≥0，增量W(t)-W(s)～N(0,σ²(t-s))，且σ＞0，W(0)＝0，则确定为所述维纳过程。

5.根据权利要求1所述的太阳能热泵控温的温室大棚模型的建立方法，其特征在于，所述太阳能热泵压缩机模型采用冰箱压缩机，所述冰箱压缩机的耗功率为：

其中，P_comp为压缩机实际耗功率，为压缩机中的制冷剂流量，P₁、P₂为分别为压缩机吸和排气压力，v₁为压缩机吸气比容，k为绝热指数，η_comp为压缩机的总效率。