CN109275445A - 一种土壤温控装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种土壤温控装置及其工作方法，包括内部填装有土壤的箱体，箱体底部内设置有蛇形流道，所述蛇形流道内穿设有加热电缆，所述箱体内部设置有沿蛇形流道的走向分布的导热棒，蛇形流道的进水端连接有冷却水进管，蛇形流道的出水端连接有冷却水出管。本发明土壤温控装置具备对土壤加热和制冷的功能，使用方便，操作简单，并且能够保证热量在空间上传导均匀，减小土壤层间温度梯度。

Description

一种土壤温控装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种土壤温控装置及其工作方法，属于土培设备或者土壤微生物研究设备领域。
背景技术
在植物土培或者土壤微生物研究时，经常需要改变土壤的温度来获得不同效果，传统土壤的温控是直接将加热电缆埋在土壤中对土壤进行增温，其温控方式是单向的，通常只能加热，无法有效的降温，而且加热电缆呈平面分布，热量在深度方向上传导不均，使得土壤层间温度梯度增大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种土壤温控装置及其工作方法，具备对土壤加热和制冷的功能，并且热量在空间上传导均匀。
本发明采用以下方案实现：一种土壤温控装置，包括内部填装有土壤的箱体，箱体底部内设置有蛇形流道，所述蛇形流道内穿设有加热电缆，所述箱体内部设置有沿蛇形流道的走向分布的导热棒，蛇形流道的进水端连接有冷却水进管，蛇形流道的出水端连接有冷却水出管。
进一步的，所述导热棒垂直于箱体底部，箱体内底面布设有与蛇形流道相通的穿孔，穿孔沿蛇形流道的走向分布，导热棒下端穿过穿孔伸入至蛇形流道中。
进一步的，所述箱体底部由底板和位于底板下侧的密封板组成，底板下侧面开设有蛇形槽道，所述密封板与底板下侧密封配合以封住蛇形槽道形成所述蛇形流道。
进一步的，所述蛇形流道的截面呈U形，所述底板材质为塑料或尼龙，所述导热棒材质为铝或铜。
进一步的，所述箱体的外侧面和底面覆盖有保温板。
一种如上所述土壤温控装置的工作方法，当土壤需要加热时，对加热电缆通电，蛇形流道内充满水，加热电缆对水进行加热，利用水与箱体底部和导热棒的无缝接触，将热量传导至土壤，通过改变加热电缆的工作功率就可以控制加热温度；当土壤需要制冷时，对加热电缆断电，向蛇形流道通入冷却水，开启冷却水循环，就可以使得冷却水流经蛇形流道带走土壤的热量，通过控制冷却水流量的大小可以控制土壤温度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明土壤温控装置具备对土壤加热和制冷的功能，使用方便，操作简单，并且能够保证热量在空间上传导均匀，减小土壤层间温度梯度。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例俯视图；
图2是本发明实施例侧视图；
图3是本发明实施例立体图；
图4是本发明实施例导热棒安装部位剖面图；
图中标号说明：1-箱体、2-保温板、3-导热棒、4-加热电缆、5-冷却水进管、6-蛇形流道、7-密封板、8-底板、9-冷却水出管。
具体实施方式
如图1~4所示，一种土壤温控装置，包括内部填装有土壤的箱体1，箱体1底部内设置有蛇形流道6，所述蛇形流道6内穿设有加热电缆4，加热电缆4的两端由蛇形流道6的两端侧部穿出后与供电线路连接，所述箱体1内部设置有沿蛇形流道的走向分布的导热棒3，蛇形流道6的进水端连接有冷却水进管5，蛇形流道的出水端连接有冷却水出管9，冷却水进管5和冷却水出管9上分别设置有电磁阀。
当土壤需要加热时，对加热电缆4通电，对加热电缆4通电，冷却水进管5和冷却水出管9上的电磁阀关闭，蛇形流道内充满水，加热电缆4对水进行加热，利用水与箱体底部和导热棒3的无缝接触，将热量传导至土壤，通过改变加热电缆的工作功率就可以控制加热温度。
当土壤需要制冷时，对加热电缆4断电，向蛇形流道通入冷却水，开启冷水循环，就可以使得冷却水流经蛇形流道带走土壤的热量，通过控制冷却水流量的大小可以控制土壤温度。
在本实施例中，所述导热棒3垂直于箱体底部，箱体1内底面布设有与蛇形流道相通的穿孔，穿孔沿蛇形流道的走向分布，导热棒3下端穿过穿孔伸入至蛇形流道中，导热棒与穿孔密封配合，可以通过上密封胶或者热熔焊进行密封。
在本实施例中，所述箱体1底部由底板8和位于底板下侧的密封板7组成，底板8下侧面开设有蛇形槽道，所述密封板7与底板8下侧密封配合以封住蛇形槽道形成所述蛇形流道6。
在本实施例中，所述蛇形流道6的截面呈U形，所述底板材质为塑料或尼龙，或者其他导热系数较小的材料，所述导热棒材质为铝或铜，或者其他导热优良的材料；底板8的导热系数比导热棒3的导热系数小，热量可以更快速的在导热棒上传递，导热棒呈垂直分布，解决了土壤层间温度梯度的问题，同时导热棒3以蛇形或者近似矩阵形式分布在底板8上，使得导热更加均匀。
在本实施例中，所述箱体1的外侧面和底面覆盖有保温板2。
一种如上所述土壤温控装置的工作方法，当土壤需要加热时，对加热电缆4通电，冷却水进管5和冷却水出管9上的电磁阀关闭，蛇形流道6内充满水，加热电缆4对水进行加热，利用水与箱体1底部和导热棒3的无缝接触，将热量传导至土壤，通过改变加热电缆4的工作功率就可以控制加热温度；当土壤需要制冷时，对加热电缆4断电，冷却水进管5和冷却水出管9上的电磁阀开启，向蛇形流道6通入冷却水，开启冷却水循环，就可以使得冷却水流经蛇形流道6带走土壤的热量，通过控制冷却水流量的大小可以控制土壤温度。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种土壤温控装置，其特征在于：包括内部填装有土壤的箱体，箱体底部内设置有蛇形流道，所述蛇形流道内穿设有加热电缆，所述箱体内部设置有沿蛇形流道的走向分布的导热棒，蛇形流道的进水端连接有冷却水进管，蛇形流道的出水端连接有冷却水出管。
2.根据权利要求1所述的土壤温控装置，其特征在于：所述导热棒垂直于箱体底部，箱体内底面布设有与蛇形流道相通的穿孔，穿孔沿蛇形流道的走向分布，导热棒下端穿过穿孔伸入至蛇形流道中。
3.根据权利要求1所述的土壤温控装置，其特征在于：所述箱体底部由底板和位于底板下侧的密封板组成，底板下侧面开设有蛇形槽道，所述密封板与底板下侧密封配合以封住蛇形槽道形成所述蛇形流道。
4.根据权利要求3所述的土壤温控装置，其特征在于：所述蛇形流道的截面呈U形，所述底板材质为塑料或尼龙，所述导热棒材质为铝或铜。
5.根据权利要求1所述的土壤温控装置，其特征在于：所述箱体的外侧面和底面覆盖有保温板。
6.一种如权利要求1所述土壤温控装置的工作方法，其特征在于：当土壤需要加热时，对加热电缆通电，蛇形流道内充满水，加热电缆对水进行加热，利用水与箱体底部和导热棒的无缝接触，将热量传导至土壤；当土壤需要制冷时，对加热电缆断电，向蛇形流道通入冷却水，开启冷却水循环，就可以使得冷却水流经蛇形流道带走土壤的热量。
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