專利名稱：一種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，可使景觀、足球、高爾夫等不同場合草坪坪床具有冬季保溫的特性，屬于草坪建造技術領域。
背景技術：
在冬季低于5°C的氣溫條件下，冷季型草坪也會進入休眠狀態，植物芽的生長和新葉的發生逐漸停止，草坪冠層的葉片在霜和冷空氣的作用下逐漸枯黃，草坪草受到低溫脅迫失綠枯死，土壤結冰板結，草坪剛性有余而彈性不足，嚴重影響草坪的景觀質量和固土防沙的生態功能。因此，需要對草坪植物生長的環境溫度進行人為調控。一般草坪都種植在露天的開放環境中，空氣溫度難以調控，但土溫可以通過坪床 中的控溫系統來調節。大量研究也證實土溫對草坪植物生長的影響比氣溫更為重要。目前冬季草坪坪床加熱的手段主要有太陽能集熱器水加熱、坪床埋設地熱線加熱和覆膜技木，太陽能集熱器和地熱線的鋪設管路較多，投入成本較高，且地熱線直接采用電加熱，是對高品位能源的浪費，而覆膜技術雖然成本不高，但日常維護的揭膜、覆膜工作較為繁瑣。中國發明專利ZL200410017187. 2提出，在運動草坪的底層鋪設坪床托盤，形成貫通的溫控空間，空調系統或水循環控溫系統的管道均勻分布在草坪四周，對草坪底部的空間網絡實施溫度調節。中國發明專利ZL200410017186. 8利用體育運動草坪原來的排水管道系統，連接空調系統的冷、熱空氣，對草坪的坪床根際層土壌溫度進行調控。中國發明專利申請CN2011100540275排水管道的端ロ與空調系統的出風ロ相連接，空調系統的氣流通過排水管道壁上的孔進入蓄排水板中連通的凹凸空間，在坪床下形成控溫層，氣流透過無紡布的空隙進入根際層，調控根際層的溫度。上述方法均利用了空調系統的氣流，而對于面積更大的場合或沒有空調系統的場合則難以方便地實施，無法達成冬季草坪保溫常緑的目的。

實用新型內容本實用新型提供了ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，從草坪淺層土壤中吸取熱量，通過該裝置將熱量傳給草坪根際層，保證根際層的溫度，延長草坪冬季的功能期。該技術充分利用了自然環境中不同層區土壤間的淺層地熱能，投入成本較低，后續維護工作很少，運行可靠性高，工作壽命長，同時擺脫了對空調或排水系統的依賴，適用場合范圍更加寬泛，使用更加靈活方便。本實用新型采用如下技術方案ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是在草坪坪床根際層下安裝利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，該裝置安裝在草坪坪床根際層下，包括插入草坪淺層土壤7中的蒸發段I、在草坪根際層5下鋪裝的冷凝段2、絕熱段3及絕熱段外的保溫層4 ；冷凝段2水平鋪裝或者傾斜鋪裝在草坪坪床根際層5下，冷凝段2的下端與絕熱段3的上端連通；絕熱段3的下端與埋于土壌中的蒸發段I上端連通，蒸發段I管路長徑比為5 2000，蒸發段I與坪床的傾角為10、0°，且下端封閉，使該裝置內部形成連通且密閉的空間，對密閉空間抽取真空并充注液體工作介質；通過蒸發段I內的液體介質從草坪淺層土壤7中吸收低品位地熱能，汽化成為蒸汽，經過絕熱段3，傳遞到冷凝段2，并釋放熱量，蒸汽介質遇冷凝結為液體并經絕熱段3重新流回蒸發段1，如此反復循環，從而有效實現對草坪坪床根際層的控溫，保證坪床植被6的常緑，延長冬季草坪功能期。進ー步，冷凝段層厚為I 20 cm。進ー步，絕熱段與蒸發段的垂直總長度為:TlO m，其中蒸發段的垂直總長度為
I 5m。所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述控溫裝置內充注的工作介質是烷烴、烯烴及其鹵代物等低沸點有機エ質中的ー種或若干種的混合物；也可以是水、氨、丙酮、甲醇、こ醇或こニ醇。
所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述蒸發段、絕熱段和冷凝段材質可以是銅、鋁、鋼等金屬材質，也可以是塑料、PVC等非金屬材質；所述蒸發段、絕熱段和冷凝段可以是光管、內助管、內槽道管、內螺紋管、外肋管、外槽道管或外螺紋管，也可以是內有吸液芯的管。所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述蒸發段和冷凝段可以是管式結構，即由單根或多根直管、繞翅片管、螺旋管、蛇形管外加翅片或多根直管套翅片等形式単一或組合使用；單管截面為圓形、橢圓形、方形或矩形；翅片形狀為圓形、方形、矩形或外螺紋繞翅形；也可以是板式結構，即在復合平板上脹出流道；還可以是方形或矩形扁平容器狀結構。所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述蒸發段可以垂直插入草坪深層土壤中，也可以傾斜一定角度插入；可以是單管、雙管或多管并行結構，可以是T字形、エ字形、蛇形、螺旋狀、U形、V形、W形或類似形狀的彎節。所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述冷凝管2可以水平鋪裝在草坪坪床根際層下，也可以傾斜一定角度鋪裝；其上部放射狀支管可以是圓形、橢圓形、傘形、同心圓形、同心橢圓形、ロ字形、井字形、田字形、網格狀、山字形、蛇形、U形、V形、W形或類似形狀的彎節。對于上述的利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，插入草坪淺層土壤中的為蒸發段，在草坪根際層下土壤中鋪裝的為冷凝段，連接蒸發管和冷凝管的為絕熱段。當冬季草坪坪床根際層土壌溫度低于淺層土壌溫度時，蒸發段吸收草坪淺層土壤中的低品位地熱能后，管內的液體介質汽化，介質蒸汽經由絕熱段輸送至冷凝段，在冷凝段內散熱給草坪坪床根際層的土壌后，冷凝為液體介質，經絕熱段流回蒸發段。這樣往復循環，就可以在零功耗、零運動部件的情況下，利用草坪淺層土壤的地熱能加熱坪床根際層，實現冬季草坪的保溫常緑。本實用新型可以獲得如下有益效果采用該裝置，充分利用了淺層土壤中的低品位地熱能，自身零能耗，避免了高品位能源的浪費，同時有效解決了冬季草坪坪床根際層的控溫問題，可控制坪床根際層的溫度維持在4 8°C，對于冷、暖不同季型草種，可延遲或避免其休眠期的到來，實現了冬季草坪的常緑。與太陽能集熱器水加熱相比，投入成本較低，易于實現模塊化生產；與覆膜技術相比，沒有了揭膜、覆膜的繁瑣工作，同時本身無任何運動部件，運行可靠性高，后續維護的工作量大大減少，基本沒有，工作壽命最長可達30年以上。另外本實用新型可獨立運行，也可模塊化組裝，避免了對原有空調或排水系統的依賴，適用場合和范圍更加寬泛，特別是面積更大或沒有空調或排水系統的場合，安裝使用也更加靈活方便。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進ー步的說明。圖I是實施例一-園林景觀草坪坪床建造結構示意圖；圖2是實施例ニ——足球運動場草坪坪床建造冷凝段結構俯視圖；圖3是實施例ニ——足球運動場草坪坪床建造整體結構剖面圖； 圖4是實施例三——高爾夫球場果嶺草坪坪床建造冷凝段結構示意圖；圖5是實施例三——高爾夫球場果嶺草坪坪床建造整體結構剖面圖；以上圖中1_蒸發段，2-冷凝段，3-絕熱段，4-保溫層，5-根際層，6_草坪植被，
7-土壌。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進ー步的說明。實施例一園林景觀草坪坪床建造結構如圖I所示。該方法總體呈倒置傘形輻射狀結構，可根據實際面積進行模塊組合，包括垂直插入草坪淺層土壤7中的蒸發段I、在草坪根際層5鋪裝的冷凝段2、連接蒸發段I與冷凝段2的絕熱段3以及絕熱段3外包的保溫層4。蒸發段I為單根直管結構，長度為2 m，長徑比為100，其上部與絕熱段3的下部連通，絕熱段3的長度為3 m，冷凝段2與坪床的傾角為10°，其下部與絕熱段3的上部連通，裝置內形成密閉空間抽取真空并充注一定量液體工作介質。該結構運行時，蒸發段I內的液體介質從草坪淺層土壤7中吸收低品位地熱能，汽化成為蒸汽，經過絕熱段3，傳遞到鋪裝在根際層5的冷凝段2，并釋放熱量，蒸汽介質遇冷凝結為液體藉由重力作用并經絕熱段3重新流回蒸發段1，如此反復循環，可以保證坪床根際層的溫度維持在4飛で，從而有效實現對草坪坪床根際層的控溫，確保冬季景觀草坪常緑。該方法通過以下方式構建首先，制作如圖I所示控溫裝置，I套標準模塊化裝置配套I塊或多塊標準草坪，并對管路內部空間抽真空，充注一定量的工作介質后封裝；其次，在要鋪裝景觀草坪的場地上選取合適的位置，向下打孔；然后，將該裝置蒸發段I和絕熱段3插入土壌中，確認角度后，將士回填，并在孔ロ處將絕熱段3固定；之后將冷凝段2用土覆蓋鋪好，冷凝段2上方依次為坪床根際層5和草坪植被6。實施例ニ 足球運動場草坪坪床建造結構如圖2和3所示。本實施例中該方法依照標準足球場草坪尺寸(長109 m，寬72 m)總體制作鋪設為多管路形式，冷凝段2水平鋪裝，具體布置方式如圖2所示，蒸發段I為蛇形結構，長度為3 m,長徑比為100，垂直插入土壤中，絕熱段3長度為3 m,坪床整體布置結構剖面圖如圖3所示，其工作形式以及構建方式與實施例一相同，可以保證坪床根際層溫度維持在5飛V。實施例三高爾夫球場果嶺草坪坪床建造結構如圖4和5所示。本實施例中該方法根據高爾夫球場果嶺草坪高低起伏的特點，依照地勢總體制作鋪設為不同角度的主支管路結構，冷凝段2的布置方式如圖4所示，蒸發段I為螺旋結構，長度為2 m，長徑比為70，與果嶺坪床垂直安裝，絕熱段3長度為2 m,坪床整體結構剖面圖如圖5所示，其工作形式以及構建方式與實施例二相同，可以保證坪床根際層溫度維持在5飛。C。
以上所述，僅是本實用新型較佳可行的實施例，不能因此即局限本實用新型的權利范圍，對熟悉本領域的普通技術人員來說，舉凡運用本實用新型的技術方案和技術構思做出其他各種相應的改變和變形都應屬在本實用新型權利要求的保護范圍之內。
權利要求1.ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征在于在草坪坪床根際層下安裝利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，該裝置安裝在草坪坪床根際層下，包括插入草坪淺層土壤中的蒸發段、在草坪根際層下鋪裝的冷凝段、絕熱段及絕熱段外的保溫層；冷凝段水平鋪裝或者傾斜鋪裝在草坪坪床根際層下，冷凝段的下端與絕熱段的上端連通；絕熱段的下端與埋于土壌中的蒸發段上端連通，蒸發段管路長徑比為5 2000，蒸發段與坪床的傾角為10、0°，且下端封閉，使該裝置內部形成連通且密閉的空間，對密閉空間抽取真空并充注液體工作介質。
2.根據權利要求I所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是冷凝段層厚為I 20 cm。
3.根據權利要求I所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是絕熱段與蒸發段的垂直總長度為3 10 m，其中蒸發段的垂直總長度為f5m。
4.根據權利要求I所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述蒸發段、絕熱段和冷凝段是光管、內助管、內槽道管、內螺紋管、外肋管、外槽道管或外螺紋管，或者是內有吸液芯的管。
5.根據權利要求I所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述蒸發段和冷凝段是單根或多根直管、繞翅片管、螺旋管、蛇形管外加翅片或多根直管套翅片形式単一或組合使用；單管截面為圓形、橢圓形、方形或矩形；翅片形狀為圓形、方形、矩形或外螺紋繞翅形；或者是板式結構，即在復合平板上脹出流道；或者是方形或矩形扁平容器狀結構。
6.根據權利要求I所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述冷凝段上部放射狀支管是圓形、橢圓形、傘形、同心圓形、同心橢圓形、ロ字形、井字形、田字形、網格狀、山字形、蛇形、U形、V形或者W形狀的彎節。
7.根據權利要求I所述的ー種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，其特征是所述蒸發段是單管、雙管或多管并行結構，是T字形、エ字形、蛇形、螺旋狀、U形、V形、W形的彎節。
專利摘要一種利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置屬于草坪建造技術領域。在草坪坪床根際層下安裝利用淺層地熱能的草坪保綠控溫裝置，該裝置安裝在草坪坪床根際層下，包括插入草坪淺層土壤中的蒸發段、在草坪根際層下鋪裝的冷凝段、絕熱段及絕熱段外的保溫層；該裝置內部形成連通且密閉的空間，對密閉空間抽取真空并充注液體工作介質；通過蒸發段內的液體介質從草坪淺層土壤中吸收低品位地熱能，汽化成為蒸汽，經過絕熱段，傳遞到冷凝段，并釋放熱量，蒸汽介質遇冷凝結為液體并經絕熱段重新流回蒸發段，如此反復循環。本裝置有效實現對草坪坪床根際層的控溫，保證坪床植被的常綠，延長冬季草坪功能期。
文檔編號A01G1/12GK202617764SQ201220194120

公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者馬國遠, 周峰 申請人:北京工業大學