شبيه‌سازي رفتار حرارتي يك گلخانه يك‌طرفه با استفاده از مدل ديناميكي

A Dynamic Model for Simulation of Thermal Behavior in Single Span Greenhouse

يكي از بهترين اقدامات جهت ايجاد شرايط بهينه رشد گياهان در داخل گلخانه ارائه مدل‌هاي دقيق براي كنترل شرايط داخلي گلخانه است. در اين مطالعه با استفاده از مدل رياضي ميزان تابش كل خورشيدي (مستقيم، پخش و بازتابش شده از زمين) عبوري از پوشش يك گلخانه يك‌طرفه بدون گياه واقع در دانشگاه تبريز محاسبه شد. همچنين با توسعه يك مدل ديناميكي انتقال گرما، دماهاي داخلي گلخانه شامل دماي هواي گلخانه، دماي سطح خاك و دماي سطح داخلي گلخانه پيش‌بيني شد. ورودي‌هاي مدل شامل پارامترهاي هواشناسي اندازه‌گيري شده و خواص ترموفيزيكي اجزاي گلخانه بود. نتايج نشان داد كه تبادل گرمايي سطح خاك بيشترين اثر را بر تغييرات دمايي هواي داخل گلخانه دارد. مقايسه نتايج حاصل از مدل با داده‌هاي اندازه‌گيري نشان داد براي هواي داخلي گلخانه، بين مقادير اندازه‌گيري شده و پيش‌بيني شده همبستگي بالايي وجود دارد. ضريب همبستگي و ميانگين درصد خطا براي اين مدل به ترتيب برابر با 0/99 و 3/62-% به‌دست آمد. همچنين ميانگين درصد خطا براي اين داده‌ها 3/62-% به‌دست آمد نتايج همچنين نشان داد بخش اعظم تابش ورودي به داخل گلخانه از طريق تابش و همرفت به بيرون تلف مي‌شود.

One of the best ways to provide optimum conditions to the crop is the development of accurate greenhouse models for inside environment control. In this study a mathematical model was developed for computing transmitted total solar radiation (beam, diffused and ground reflected), for the single span greenhouse, without crops, was performed in Tabriz University. Also a dynamic model was developed to predict the all internal temperatures of the greenhouse including greenhouse inside air, soil surface and north wall temperature. The input parameters of the model were the measured meteorological conditions and the thermo-physical properties of the greenhouse components. Results showed that soil surface heat exchange has a positive contribution to the internal air temperature. Comparisons between the predicted and measured results showed close agreement for greenhouse air temperature. The correlation coefficient and mean percentage error for this model were calculated as 0.99 and -3.62%, respectively. Results also showed a considerable amount of the incident radiation was lost to outside the greenhouse by convection and radiation.