Étape 1: Température modèle
La première étape de ce projet est de caractériser le système à effet de serre avec quelques principes de base thermiques. En réalité, il existe de nombreux facteurs qui contribuent à la température à l’intérieur d’une serre, mais par souci de simplicité, notre modèle de température prendra en considération les rayons du soleil comme source d’énergie et le refroidisseur air ambiant entourant la serre comme les puits d’énergie. Les rayonnements du soleil vont passer à travers les parois de la serre pour chauffer l’air à l’intérieur avec un facteur d’efficacité, e (EQ. 1). De Newton Loi de refroidissement (EQ. 3), le plus chaud l’intérieur air obtient, l’énergie plus rapide s’écoule dehors à l’air ambiant à travers les parois de la serre. Dans ce cas, le facteur d’efficacité est un produit de l’épaisseur de la paroi et la résistance thermique du matériau du mur, h (équation 6). Ces flux d’énergie est également définis par zone. L’énergie du soleil seulement pénètre à travers les côtés de la serre, face au soleil, mais l’énergie de sortie mène à travers tous les murs. Nous devons donc définir deux domaines différents : comme, le domaine de la serre, face au soleil et au, le total en dehors de la zone de la serre (première image). Ainsi, nous avons un modèle qui ressemble à la deuxième photo. Ce modèle n’est pas parfait, mais il fournit une approximation du système, et un modèle plus complexe pourrait facilement être remplacé dans ce flux de travail.
Puisque l’énergie d’entrée est constant et le taux d’énergie de sortie augmente comme l’intérieur des augmentations de température, nous nous penchons sur une première équation différentielle de commande. Pour trouver la valeur d’état d’équilibre du système, nous avons juste besoin de trouver la température qui donne un débit d’énergie égal au taux d’entrée (EQ. 4-5). Cependant, nous voulons en fait une équation qui résout pour l’épaisseur de la paroi atteindre la température désirée, donc nous allons réorganiser en EQ. 8.
