一種植物防霜系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種植物防霜系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害調(diào)控領(lǐng)域。現(xiàn)有的防霜技術(shù)對(duì)資源消耗大，一些防霜方法對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。本實(shí)用新型通過(guò)垂直埋管的并聯(lián)式土壤換熱器吸收土壤中的熱量，熱量經(jīng)循環(huán)介質(zhì)到達(dá)熱泵機(jī)組，然后傳輸?shù)降孛嫔系牡孛鎿Q熱器；最后，地面換熱器與空氣進(jìn)行熱傳遞，把熱量傳遞到空氣中，從而提高植物生長(zhǎng)區(qū)小氣候的溫度，在早春晚霜時(shí)達(dá)到防霜效果。同時(shí)，太陽(yáng)能加熱被進(jìn)一步提高了土壤源地?zé)岜孟到y(tǒng)的防霜效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種植物防霜系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害調(diào)控領(lǐng)域，具體涉及一種利用地?zé)徇M(jìn)行植物防霜的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]早春晚霜往往造成植物嚴(yán)重的凍害，致使植物生長(zhǎng)或發(fā)育受到抑制。目前主要采用的覆蓋、灌水或煙熏等防霜方法，不僅防霜效果差，還會(huì)污染環(huán)境。日本專(zhuān)利JP01291729和JP06225650分別公開(kāi)了在茶園和果園中使用的噴水防霜方法和裝置，不間斷地噴水消耗大量的水，且易造成澇害。美國(guó)專(zhuān)利US5244346和US4838761、日本專(zhuān)利JP2007000096和JP2000050749，均公開(kāi)了利用高架風(fēng)機(jī)進(jìn)行農(nóng)作物防霜的方法，但這種通過(guò)擾動(dòng)近地較大范圍逆溫層的防霜裝置，需要大功率的電機(jī)或柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用能耗大。
[0003]土壤源熱泵技術(shù)是一種基于地球表面淺層地?zé)豳Y源，進(jìn)行冷熱能量轉(zhuǎn)換的技術(shù)，使用成本較低、清潔無(wú)污染。授權(quán)號(hào)ZL201220302046.5的實(shí)用新型專(zhuān)利，公開(kāi)了一種基于土壤源的地埋管熱泵系統(tǒng)，應(yīng)用于建筑物的供熱和供冷；申請(qǐng)?zhí)?01010299695.X的發(fā)明專(zhuān)利，公開(kāi)了一種太陽(yáng)能與土壤源熱能結(jié)合的道路融雪系統(tǒng)，也采用熱泵技術(shù)將土壤熱量轉(zhuǎn)移到道路表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種植物防霜系統(tǒng)，使植物防霜節(jié)能無(wú)污染。
[0005]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下: [0006]—種植物防霜系統(tǒng),包括土壤換熱器(I)、地面換熱管(2)、一號(hào)集水器(3)、二號(hào)集水器(4)、一號(hào)分水器(5)、二號(hào)分水器(6)、一號(hào)水泵(7)、二號(hào)水泵(8)、板式換熱器(9)、熱泵機(jī)組(10);其特征在于:還包括太陽(yáng)能加熱被(11) ;土壤換熱器(I)的出口端與一號(hào)集水器(3)的入口端連通；一號(hào)集水器(3)的出口端通過(guò)一號(hào)水泵(7)與板式換熱器(9)的冷端入口連通，板式換熱器(9)的熱端出口與熱泵機(jī)組(10)的熱端入口連通；熱泵機(jī)組(10)的冷端出口與一號(hào)分水器(5)的入口端連通，一號(hào)分水器(5)的出口端與土壤換熱器(I)中土壤換熱管入口端連通；每根地面換熱管(2)的出口端與二號(hào)集水器(4)的入口端連通，二號(hào)集水器(4)的出口端通過(guò)二號(hào)水泵(8)與熱泵機(jī)組(10)的冷端入口連通，熱泵機(jī)組(10)的熱端出口與二號(hào)分水器(6)的入口端連通，二號(hào)分水器(6)的出口端與每根地面換熱器(2)的入口端連通，太陽(yáng)能加熱被(11)與植物生長(zhǎng)區(qū)外的地面換熱管(2)連通；所述系統(tǒng)形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)設(shè)有循環(huán)介質(zhì)。
[0007]所述的太陽(yáng)能加熱被(11)是鋪設(shè)在植株行之間地面上的水袋。
[0008]所述的植物生長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的地面換熱管(2)布置在植株根部上方10_20cm處。
[0009]所述循環(huán)介質(zhì)可以為水。
[0010]本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下:系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，垂直埋管的并聯(lián)式土壤換熱器(I)吸收土壤中的熱量，熱量經(jīng)循環(huán)介質(zhì)到達(dá)熱泵機(jī)組(10)，然后，傳輸?shù)降孛嫔系牡孛鎿Q熱管(2)和太陽(yáng)能加熱被(11);太陽(yáng)能加熱被(11)對(duì)循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行加熱，提高循環(huán)介質(zhì)的溫度；地面換熱管⑵和太陽(yáng)能加熱被(11)中循環(huán)介質(zhì)與空氣進(jìn)行熱傳遞，把熱量傳遞到空氣中，提高植物生長(zhǎng)區(qū)小氣候的溫度。
[0011]本實(shí)用新型具有有益效果。本實(shí)用新型以土壤和太陽(yáng)作為熱源，熱能通過(guò)閉式循環(huán)土壤源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行植物防霜，實(shí)現(xiàn)植物防霜過(guò)程的節(jié)能減耗，減少對(duì)環(huán)境的污染，每年運(yùn)行費(fèi)用與其他能源相比節(jié)約40%左右，整個(gè)系統(tǒng)工作壽命長(zhǎng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖中:1 土壤換熱器，2地面換熱管，3 —號(hào)集水器，4 二號(hào)集水器，5 —號(hào)分水器，6 二號(hào)分水器，7 —號(hào)水泵，8 二號(hào)水泵，9板式換熱器，10熱泵機(jī)組，11太陽(yáng)能加熱被。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]以茶園中的茶樹(shù)為例。
[0016]利用土壤源熱泵系統(tǒng)，將土壤換熱器I埋置入地下，利用循環(huán)介質(zhì)與大地土壤進(jìn)行熱量的排放和吸收。根據(jù)換熱器布置形式，本實(shí)施例采用的是單U形垂直埋管方式填埋土壤換熱器1，鉆井深度為30m，土壤換熱器I管材為高密度聚乙烯，管徑為20mm，茶園生長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的地面換熱管2布置在茶樹(shù)根部上方IOcm處。太陽(yáng)能加熱被11水平鋪設(shè)在茶樹(shù)行中間地面上。
[0017]如圖1所示，將土壤換熱器I并聯(lián)設(shè)置，多根地面換熱管2并聯(lián)設(shè)置，土壤換熱器I的一端為出口端，土壤換熱器I的另一端為進(jìn)口端，土壤換熱器I出口端與一號(hào)集水器3的入口端連通；一號(hào)集水器3的出口端通過(guò)一號(hào)水泵7與板式換熱器9的冷端入口密封連通，板式換熱器9的熱端出口與熱泵機(jī)組10的熱端入口密封連通；熱泵機(jī)組10的冷端出口與一號(hào)分水器5的入口端密封連通,一號(hào)分水器5的出口端與土壤換熱器I中土壤換熱管入口端密封連通；每根地面換熱管2的出口端與二號(hào)集水器4的入口端密封連通，二號(hào)集水器4的出口端通過(guò)二號(hào)水泵8與熱泵機(jī)組10的冷端入口密封連通，熱泵機(jī)組10的熱端出口與二號(hào)分水器6的入口端密封連通，二號(hào)分水器6的出口端與每根地面換熱器2的入口端密封連通，太陽(yáng)能加熱被11與茶樹(shù)生長(zhǎng)區(qū)外的地面換熱管2連通；所述系統(tǒng)形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)設(shè)有循環(huán)介質(zhì)；循環(huán)介質(zhì)為水；
[0018]首先，熱能通過(guò)垂直埋管的并聯(lián)式土壤換熱器I與土壤中的熱量進(jìn)行熱交換，通過(guò)水循環(huán)的方式到達(dá)熱泵機(jī)組10 ；
[0019]然后，熱泵機(jī)組10里的熱能利用水循環(huán)的方式傳輸?shù)降孛嫔系牡孛鎿Q熱管2和太陽(yáng)能加熱被11 ;
[0020]同時(shí)，太陽(yáng)能加熱被11加熱內(nèi)部水的溫度；
[0021]最后，茶樹(shù)生長(zhǎng)區(qū)內(nèi)地面換熱管2和太陽(yáng)能加熱被11中水的熱量通過(guò)與空氣進(jìn)行熱傳遞，傳遞到空氣中，提高茶園小氣候的溫度。
【權(quán)利要求】
1.一種植物防霜系統(tǒng)，包括土壤換熱器(I)、地面換熱管(2)、一號(hào)集水器(3)、二號(hào)集水器(4)、一號(hào)分水器(5)、二號(hào)分水器(6)、一號(hào)水泵(7)、二號(hào)水泵(8)、板式換熱器(9)、熱泵機(jī)組(10);其特征在于:還包括太陽(yáng)能加熱被(11) ;土壤換熱器(I)的出口端與一號(hào)集水器(3)的入口端連通；一號(hào)集水器(3)的出口端通過(guò)一號(hào)水泵(7)與板式換熱器(9)的冷端入口連通，板式換熱器(9)的熱端出口與熱泵機(jī)組(10)的熱端入口連通；熱泵機(jī)組(10)的冷端出口與一號(hào)分水器(5)的入口端連通，一號(hào)分水器(5)的出口端與土壤換熱器(I)中土壤換熱管入口端連通；每根地面換熱管(2)的出口端與二號(hào)集水器(4)的入口端連通，二號(hào)集水器(4)的出口端通過(guò)二號(hào)水泵(8)與熱泵機(jī)組(10)的冷端入口連通，熱泵機(jī)組(10)的熱端出口與二號(hào)分水器(6)的入口端連通，二號(hào)分水器(6)的出口端與每根地面換熱器(2)的入口端連通，太陽(yáng)能加熱被(11)與植物生長(zhǎng)區(qū)外的地面換熱管(2)連通；所述系統(tǒng)形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)設(shè)有循環(huán)介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種植物防霜系統(tǒng)，其特征在于:所述的太陽(yáng)能加熱被(11)是鋪設(shè)在植株行之間地面上的水袋。
3.如權(quán)利要求1所述的一種植物防霜系統(tǒng)，其特征在于:所述的植物生長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的地面換熱管(2)布置在植株根部上方10-20cm處。
4.如權(quán)利要求1所述的 一種植物防霜系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)介質(zhì)可以為水。
【文檔編號(hào)】A01G13/06GK203633259SQ201320835966
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】胡永光, 鹿永宗, 張西良, 趙夢(mèng)龍, 趙臣, 吳文葉 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)