一种太阳能地温调节系统的制作方法

本发明涉及土地冻害防护技术领域，具体涉及一种可以对土地进行温度调节的系统。

背景技术：

土地寒冷会对种植在土地上的植物造成极大的危害，甚至冻死植物。春季气温明显上升，各类作物生机勃勃，秧苗进入断乳期，多数果树陆续进入开花授花期，抗御低温能力大为减弱，如果这时出现倒春寒天气，就会面临大面积烂秧、死苗和果树开花座果率低等问题，其它春种作物生长发育也会受到严重影响。比如，比如青海的倒春寒通常发生在4月中旬，此时播种会面临较大的风险，如果延迟到5月份再播种，虽然避开了倒春寒，但如果没有特别的人工干预措施，5月份播种通常已经太晚，对植物的生长不利。如果能够通过人工干预使土壤温度提高，加快种子和植物的生长速度，使得对植物的生长周期不会造成不利影响，这样即使在5月份播种也能够赶上4月中旬播种但不加人工干预的生长速度，如此即可通过延迟播种而避开倒春寒的气象时节，但目前没有有效的方法能够调节土地温度，导致不能有效预防因此带来的损失。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺点，提供一种实现结构简单、使用成本较低、可实现自动对土壤进行有效温度调节的太阳能地温调节系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种太阳能地温调节系统，其特征在于：往地面下以挖设有竖井，在竖井中安装升降机构，在升降机构上安装有真空罩，真空罩内设有集热管，集热管连接有导热部；从竖井的井壁上往土壤中插设有导热管，导热管位于竖井内的一端亦设置有导热部，导热管的其余部分插入在土壤中并与土壤直接接触；在空气温度高于土壤温度时，通过升降机构将集热管降入竖井内使集热管的导热部与导热管的导热部相互接触，实现将集热管中收集的热量通过两导热部传递给导热管，再由导热管传递给土壤，以升高土壤的温度，提高区域土壤积温；在土壤温度高于空气温度时，真空罩下降至竖井内，通过导热管将土壤热量传导经导热部，导热部将热量传导至集热管的储热介质，储热介质温度与土壤温度相同时，通过升降机构将集热管推出竖井外，使集热管通过其导热部与导热管的导热部接触时从土壤收集的热量导出到空气中(此时需要先取下真空罩进行散热)，以降低土壤的温度。

进一步地，所述集热管设置在真空罩的内部，在靠近竖井的井口位置设置有密封圈，在真空罩伸出竖井后通过密封圈将真空罩与井壁之间的空隙封闭，以防止热量泄漏以及避免雨水尘土进入竖井内。

进一步地，在竖井的井口位置还设置有旋转打开的密封盖，密封圈设置在密封盖下方，真空罩降入竖井后通过密封盖将整个真空罩及集热管封闭在竖井内，以保护整套系统(如防水)以及进一步防止热量泄漏。

进一步地，升降机构包括有齿条和齿轮，齿条竖直设置在真空罩的底部，齿轮安装在竖井中并连接有驱动电机，齿轮与齿条上的齿啮合，通过齿轮的旋转驱动齿条向上或向下运动，以将真空罩推出或降入竖井。当然，升降机构还可以采用其它的具体形式，只要能将真空罩推出或降入竖井即可。

进一步地，所述真空罩为太阳能真空罩，其将太阳光照射时收集的能量传递到集热管进行储存。

进一步地，所述集热管上的导热部设置在集热管的侧壁上，并且凸出于真空罩的侧壁外面，以实现可与导热管的导热部对接，集热管的储热介质将热量传递给其导热部，导热部再传递给导热管的导热部。

优选地，在竖井中设置有若干根导热管(比如4根或6根)，各导热管以辐射状朝外伸出，而集热管上设置有数量及位置与导热管相匹配的导热部。

本发明通过设置真空罩收集太阳能的热量，并通过集热管储存收集的热量，同时在土壤中插设有导热管，并给集热管和导热管设置有导热部，通过两者的导热部相互接触，将集热管储存的热量传递给导热管，再由导热管传递给土壤，从而实现区域土壤温度的提升；反之，也可以在土壤温度较高时吸收热量并取下真空罩，使热量最终导入到空气中(比如在3月份时)，使土壤温度降低，如此即可更有效地实现对地温的调节。而整个系统的结构比较简单，较容易实现，使用成本较低。而通过本系统实现对土壤温度的有效调节后，可以使得在5月份播下的种子能够加快生长，从而不耽误正常的生长周期，如此可以避开因倒春寒等情况对植物生长造成不利的影响。

附图说明

图1为本发明集热部分伸出竖井进行集热状态的结构示意图；

图2为本发明集热部分降入竖井对地进行调温状态的结构示意图。

图中，1为真空罩，2为集热管，3为齿条，31为齿，4为导热部，5为竖井，6为齿轮，7为导热管，8为导热部，9为密封盖，10为地面，11为密封圈。

具体实施方式

本实施例中，参照图1和图2，所述太阳能地温调节系统，往地面10下以挖设有竖井5，在竖井5中安装升降机构，在升降机构上安装有真空罩1，真空罩1内设有集热管2，集热管2连接有导热部4；从竖井5的井壁上往土壤中插设有导热管7，导热管7位于竖井5内的一端亦设置有导热部8，导热管7的其余部分插入在土壤中并与土壤直接接触(比如，导热管7可插设在离地面10大约1米左右的位置)；在空气温度高于土壤温度时，通过升降机构将集热管2降入竖井5内使集热管2的导热部4与导热管7的导热部8相互接触，实现将集热管2中1收集的热量通过两导热部4、8传递给导热管7，再由导热管7传递给土壤，以升高土壤的温度，提高区域土壤积温；在土壤温度高于空气温度时，真空罩1下降至竖井5内，通过导热管7将土壤热量传导经导热部4、8，导热部4、8将热量传导至集热管2的储热介质，储热介质温度与土壤温度相同时，通过升降机构将集热管2推出竖井5外，并取掉真空罩1，使热量导出到空气中，以降低土壤的温度。

所述集热管2设置在真空罩1的内部，在靠近竖井5的井口位置设置有密封圈11，在真空罩1伸出竖井5后通过密封圈11将真空罩1与井壁之间的空隙封闭，以防止热量泄漏以及避免雨水尘土进入竖井5内。

在竖井5的井口位置还设置有旋转打开的密封盖9，密封圈11设置在密封盖9下方，真空罩1降入竖井5后通过密封盖9将整个真空罩1及集热管2封闭在竖井5内，以保护整套系统(如防水)以及进一步防止热量泄漏。

升降机构包括有齿条3和齿轮6，齿条3竖直设置在真空罩1的底部，齿轮6安装在竖井5中并连接有驱动电机(未图示)，齿轮6与齿条3上的齿31啮合，通过齿轮6的旋转驱动齿条3向上或向下运动，以将真空罩1推出或降入竖井5。当然，升降机构还可以采用其它的具体形式，只要能将真空罩1推出或降入竖井5即可。

所述真空罩1为太阳能真空罩，其将太阳光照射时收集的能量传递到集热管2进行储存，此为现有技术。

所述集热管2上的导热部4设置在集热管2的侧壁上，并且凸出于真空罩1的侧壁外面，以实现可与导热管7的导热部8对接，集热管2的储热介质将热量传递给其导热部4，导热部4再传递给导热管7的导热部8。

在竖井5中设置有若干根导热管7(比如4根或6根)，各导热管7以辐射状朝外伸出，而集热管2上设置有数量及位置与导热管7相匹配的导热部8。

当地日平均太阳辐射量约为4千瓦时，土壤的体积热容量一般是1-2.5焦/厘米3·℃，土壤比热容与含水量有关，本发明假定为：1.5焦/厘米3·℃。

1千瓦时等于3.6百万焦耳。

日辐射量为14.4百万焦耳，1立方米土壤温度升高1℃需要1.5万焦耳。

14000000焦耳÷15000焦耳/立方米.℃＝960立方米，其中热转化损失率为80％左右，面积即为：960×80％＝768立方米。

比如，直径1米，高1米的真空罩一天接收的辐射热量约为14.4百万焦耳，即可让768立方米的土壤升高1度。如果要让1亩地(即667平方米)土地升高10℃，升温土壤厚度约为0.5m，需要安装该规格的真空罩的数量为：

0.5米厚度的土壤面积为768/0.5＝1536平方米

由1℃升高到10℃的面积变为：1536/10＝153.6平方米

1亩地安装的数量为667/153.6＝4.3个，即需要3-4个该装置。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。