一种隔热保水相变储冷土壤结构

本发明涉及相变制冷的，特别涉及一种隔热保水相变储冷土壤结构。

背景技术：

1、在一些特殊气候的地区(如海南三亚等地区)，其夏季高温湿热，这种温度环境下会导致蔬菜种植困难，从而出现季节性蔬菜短缺现象，这是由于土壤层温度过高，蔬菜难以在高温环境中生长造成的。而且高温还伴随多雨的环境还会造成土壤的湿度过高，容易滋生病虫害，对蔬菜的生长环境造成极大的影响，从而导致蔬菜的生长质量下降。

2、为了给蔬菜提供适宜的生长环境，提高蔬菜的产量，现有采用温室大棚设施来营造蔬菜适宜于夏季的生长环境，大棚设施能够遮阳挡雨，在一定程度上可缓解土壤温湿度过大的问题，但是目前大棚设施需要指定建在一些排水条件好的坡地，而且单一的大棚设施没有设置控温控湿的条件，蔬菜长时间仍然处于高温高湿的生长环境中，产量没有得到太大的提升。

3、可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种隔热保水相变储冷土壤结构，旨在利用相变储冷材料发生相变时吸热的原理，解决夏季高温高湿地区种植土壤层因温湿度过大而造成的蔬菜等农作物难以生长的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

3、一种隔热保水相变储冷土壤结构，包括种植土壤层、设置于种植土壤层底部的储冷材料套管、用于与储冷材料套管接触的地暖盘管、设置于储冷材料套管下方的垫土层、设置于垫土层下方的碎石层，以及设置于碎石层下方的隔膜层；所述储冷材料套管内设置有相变储冷材料，所述相变储冷材料用于与所述地暖盘管中的介质进行热交换，并使相变储冷材料从液态凝固为固态。

4、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，所述相变储冷材料的相变温度为18℃～20℃，焓值大于或等于150j/g；所述地暖盘管中介质的温度为10±2℃。

5、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，所述相变储冷材料为十水硫酸钠改性相变储冷材料、六水氯化钙改性相变储冷材料、十四-十六烷类相变储冷材料、石蜡类相变储冷材料中的一种。

6、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，所述储冷材料套管包括pvc-u管、设置于pvc-u管内的多个pet瓶，以及用于将多个pet瓶固定于pvc-u管内部的水泥；多个所述pet瓶中均设置有所述的相变储冷材料。

7、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，多个所述pet瓶中的所述相变储冷材料的体积小于对应的所述pet瓶的容积。

8、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，每一根所述储冷材料套管的外周壁上均与两根所述地暖盘管通过扎带固定，两根所述地暖盘管分别位于对应的所述储冷材料套管的两侧。

9、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，所述储冷材料套管位于地表下500±5mm处；所述储冷材料套管的直径为75±2mm；所述地暖盘管为pvc管，且所述地暖盘管的直径为20±2mm。

10、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，所述垫土层由厚度为10±2mm的土壤形成。

11、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，所述碎石层由厚度为20±2mm的膨胀珍珠岩铺设而成；所述隔膜层由厚度为10±2mm的土工布铺设而成。

12、所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其中，所述地暖盘管中的介质为冷冻水，所述冷冻水与制冷机组连接，所述制冷机组由光伏发电设备提供电能。

13、有益效果：

14、本发明提供了一种隔热保水相变储冷土壤结构，通过地暖盘管中的介质使储冷材料套管冷却，并使储冷材料套管中的相变储冷材料逐渐降温，储冷材料从液态逐渐变为固态直至完全凝固。种植土壤层的温度高于储冷材料套管和地暖盘管的温度而进行换热，使得夏季高温高湿地区的种植土壤层的温湿度逐渐降低至适合蔬菜等农作物生长的温度区间。垫土层、碎石层和隔膜层的铺设，使得水土稳定并且在一定程度上阻止了冷量的散失，从而起到保水隔热的作用。

1.一种隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，包括种植土壤层、设置于种植土壤层底部的储冷材料套管、用于与储冷材料套管接触的地暖盘管、设置于储冷材料套管下方的垫土层、设置于垫土层下方的碎石层，以及设置于碎石层下方的隔膜层；所述储冷材料套管内设置有相变储冷材料，所述相变储冷材料用于与所述地暖盘管中的介质进行热交换，并使相变储冷材料从液态凝固为固态。

2.根据权利要求1所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，所述相变储冷材料的相变温度为18℃～20℃，焓值大于或等于150j/g；所述地暖盘管中介质的温度为10±2℃。

3.根据权利要求2所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，所述相变储冷材料为十水硫酸钠改性相变储冷材料、六水氯化钙改性相变储冷材料、十四-十六烷类相变储冷材料、石蜡类相变储冷材料中的一种。

4.根据权利要求1所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，所述储冷材料套管包括pvc-u管、设置于pvc-u管内的多个pet瓶，以及用于将多个pet瓶固定于pvc-u管内部的水泥；多个所述pet瓶中均设置有所述的相变储冷材料。

5.根据权利要求4所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，多个所述pet瓶中的所述相变储冷材料的体积小于对应的所述pet瓶的容积。

6.根据权利要求1所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，每一根所述储冷材料套管的外周壁上均与两根所述地暖盘管通过扎带固定，两根所述地暖盘管分别位于对应的所述储冷材料套管的两侧。

7.根据权利要求6所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，所述储冷材料套管位于地表下500±5mm处；所述储冷材料套管的直径为75±2mm；所述地暖盘管为pvc管，且所述地暖盘管的直径为20±2mm。

8.根据权利要求7所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，所述垫土层由厚度为10±2mm的土壤形成。

9.根据权利要求7所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，所述碎石层由厚度为20±2mm的膨胀珍珠岩铺设而成；所述隔膜层由厚度为10±2mm的土工布铺设而成。

10.根据权利要求1所述的隔热保水相变储冷土壤结构，其特征在于，所述地暖盘管中的介质为冷冻水，所述冷冻水与制冷机组连接，所述制冷机组由光伏发电设备提供电能。